properties and characterization of high capacity resins for biochromatography

11
Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography By Egbert Müller* At the moment ion exchanger resins display the highest binding capacities for proteins. Polymeric surface modification meth- ods utilize the full pore space and allow to guarantee high capacities for small as well as for large proteins. Capacity maximi- zation is also possible by pore size optimization fitting the pore size to the molecule size without loosing a lot of dynamic binding capacity under current process conditions. Further improvements of resins can be achieved by optimizing the pore structure and pore volume, which could enhance the mass transfer and so the dynamic binding capacity. 1 Introduction An integral part of downstream processing of therapeutic proteins is the chromatographic unit operation. Proteins are relatively instable biopolymers that can easily denature due to chemical or thermodynamic mechanisms. It is important then to make sure that the adsorption and elution of the molecule is performed under conditions that minimize non- specific interactions, and also avoid the use of organic sol- vents and extreme pH values. Chromatographic resins are designed so that the backbone is generally compatible with these biomolecules and can be performed in typical aqueous buffers. The most frequently used chromatography modes that are compatible for the separation of therapeutic pro- teins are [1]: ± Cation and Anion Exchange Chromatography, ± Hydrophobic Interaction Chromatography (HIC), ± Affinity Chromatography, ± Polymeric Reversed Phase Chromatography, ± Size Exclusion Chromatography. Downstream processes are not just limited to the chroma- tographic steps. Usually mechanical separation methods like centrifugation and filtration as well as buffer exchange by diafiltration and freeze drying are also used. These steps are coupled in a sequential and logical way to optimize for high purity of the final product, which must meet the require- ments of the FDA. Many large scale industrial processes for molecules like Insulin, Factor VIII and Monoclonal antibod- ies are well established and kilogram quantities are pro- duced on a routine basis. The economic success for these products is a function of the market price, which is closely tied in to the actual production costs. Downstream process costs reported to account for 80 % of the overall production costs for most recombinant therapeutic proteins. An essential part of the overall process costs is the capital equipment costs associated with the chromatographic hard- ware and the resin. Depending on the process, the hardware and resin can contribute as much as 10 % of the total down- stream processing costs. In general, the cost of purification scales linear with the production rate. This is due to the strong link between the costs associated between the chro- matographic costs and the total costs associated with the downstream steps. The only way to reduce the costs of such an operation is to increase the overall throughput (i.e., in- creasing the ratio final product per time unit) [2]. The most common way to accomplish this is to increase the scale of the downstream steps (e.g., increasing the number or size of the chromatography columns) or by utilizing continuous methods such as Simulated Moving Bed (SMB) [3]. Another more efficient method is to increase the dynamic binding ca- pacity of the resins. Over the last 30 years, there have been significant im- provements in the expression levels of recombinant proteins. These upstream improvements have increased the feedstock concentrations from approximately lm/mL quantities to greater than mg/mL titres from the primary expression systems [4]. Unfortunately there have not been concomitant increases in the downstream improvements. Consequently more protein has to be purified in the same amount of time. Currently suppliers of biopharmaceutical drugs are look- ing for inexpensive alternatives to chromatography [5]. However, because of the requirements of high purity and good throughput, these alternatives have not been able to successfully compete with downstream chromatography steps. It is important for resin manufacturers to address the continued improvements of upstream processes by optimiz- ing as best as can be done the ability of the chromatography resins to function as efficiently as possible through improv- ing the dynamic binding capacity. This will assure the role of high performance chromatography in the downstream puri- fication of therapeutic proteins. 2 Equilibrium Binding Capacities Chromatographic separations involve many different non- covalent interactions between the protein molecule and the functional group (ligand) on the solid support. On the protein surface there are acidic and basic amino acids that contribute to ionic interactions. Other amino acids may not contribute to the ionic interactions but do participate in hy- Chem. Eng. Technol. 2005, 28, No. 11 DOI: 10.1002/ceat.200500161 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 1295 ± [*] Dr. E. Müller ([email protected]), Tosoh Bioscience, Technical Department, Zettachring 6, D-70567 Stuttgart, Germany. Review

Upload: e-mueller

Post on 06-Jun-2016

214 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

���������� � � ���������� �� ��� ������ ����� ������� �������� �

�� ������ �����

�� ��� ���� � �� ����� ����� ������� ��� ������� ����� ��� ����� �� ������� ������� ����� � ����� ��� ������� ������� ��� ���� ��� ��� � �� ���� � �������� ���� ��� ����� �� ����� �� ���� �� �� ����� ������� ���� ��� ����������� �� ��� ������� �� ��� ���� ��������� ������ ��� ��� ���� � ��� ��� ��� ���� ������ ���� � �� � ����� ����� ��� ��� ���� ����� �� ��� ������ ������� ���������� � ����� � �� � ������ �� �������� ��� ������� ���� �� ��� ����� ��� � ��� ��� � ��� ���� ������� �� � ��� ����� ����� ��� ����

� ����������

� ������� ���� � �������� �� ����� � ���������� ������ �� ��� ����������� ��� ������� ������ ������������� ������� ��������� ���� � ������ ������� ���� ���� �� � ���������� �� ������� !� �� ���������� � ��"� ���� ���� ��� ������� �� ����� � ������ ��� �� �������� ���� ����� ���� ������� ���� ��� ����� ��� �� ��� ���� ��� ��� � ���� ������� �� ������� �# ������� ������������ ����� ���������� � ���� ��� �� "�� �� �������� �������� ��������� ����� ���� �� � �� �������� � ���� �� �$������������ %�� ��� ���$����� ���� ����������� �������� ��� �������� �� ��� �������� � ���������� ������� ��� &'()* ���� �� �� +� ���� ������������ * #������� !���� �� ������������ ,#!�- * ������� ������������ * ������� .������� ����� ������������ * /��� +� ���� �������������

0������� �� ����� ��� � 1��� ������� � ��� ������������ ������ 2������ �� ��� �� �������� ������ ��"� ���������� �� �������� �� ���� �� ������ �� ���� ������������� �� ������ ����� ��� ��� ����� %���� ����� ��� ����� � � ��$������ �� ��� �� ��� � ������� �� ���������� � ��� ���� ���� � ��� � ���� ���� ��� ��$��������� � ��� �0�� 3�� ����� � ��� ��������� �� ����� ����� ���� ��"� !���� �� �� 4!!! �� 3 ��� ��������� ��� ���� ����������� �� "������ $�������� ��� ����� �� � ����� ������ %�� � �� �� ��� �� ��������� �� �� � �� �� � ��� ���"�� ��� � ��� � �� ��������� � � ��� � ���� ���� �� ���� 0������� �� ��� ��� ������� � � �� �� 56 7 � ��� ������ ���� �� ��� �� ��� �� ����� ���������� �������

� �������� ���� � ��� ������ �� ��� ��� �� ��� �������$������ ��� ��� ����� ���� ��� ����������� ��������� �� ��� ����� 0������ ��� �� ��� ��� ���������� ���� � ������� �� �� � �� '6 7 � ��� ���� ��������� �� ����� ���� ! ������ ��� �� � ������ ���

� ���� ����� ���� ��� ���� �� ����� %��� �� ��� � ������� ��" ������ ��� ��� ��� ����� ������ ��� ������������ ��� �� ��� ���� ��� ��� ����� ���� ����������� ������ %�� �� ��� � ���� � ��� ��� � �� �� ������ �� � � ����� ��� ������ ��������� ,���� �� ������ ��� ���� ���� ���� � ��� ���� ���- &8(� %�� ��� �� ��� � � ������ ���� �� � � ����� ��� � ��� ���� �������� ����� ,���� � ������ ��� ����� � ���� ���� ����������� ����- � �� �������� ����������� �� � �� /�������� 3��� ��� ,/3�- &9(� �������� ���� ��� ����� �� � � ����� ��� ����� ����� ���� ��� � ��� ������

:��� ��� ���� 96 ����� ����� ���� ��� ������ �� ����������� � ��� �������� ������ � �� ����� �������%���� �������� ���������� ���� � ������ ��� ������ " ������� ��� ������������ ��;�< $�������� �������� ��� ��;�< ������ ��� ��� ������� ��������������� &=(� 2��������� ����� ���� � ��� ������ ������ � ��� �������� ����������� ���$�������� ����� ��� � �� �������� � ��� ���� ���� � �����

�������� ��������� � �������� ���� �� ����� ��� �"��� �� ��������� ����������� � ����������� &>(�#����� �� ���� � ��� ��$�������� � ���� ������ ���� ��������� ����� ����������� ���� � ��� ���� ��� �������� ����� ���� �������� ����������������� !� �� ������� �� ���� ����� ������ � ������� ��� ����� ���������� � �������� �� ����� �� ��������� �� ���� �� � �� �� ��� ������� � ��� ���������������� � �� �� �� ���� ����� �� ������� ������ �������� ��� ����� ����� ��� ���� %��� ���� ������ ��� ��� ����� ������� � ����������� � ��� �������� ������� ��� � ���������� �������

� ����������� ����� ��������

������������ ��������� ����� ��� �������� � ����� ����� ��� ������ ��� ����� ��� ��� �� ����� ���� ���� ,�����- ��� ���� ������� : �������� ����� � ����� ��� � ��� �� ���� ��� � ��� ���� ������� � �� ����� ���� :���� ��� � ��� ��� � ������� � ��� �� ����� ��� ��� � ����� ����� � ���

��� ��� ������ ��� �� ?� '' 0:!) '6�'668; ����866>66'@' A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '8G>

*

&�( 0�� +� 3H���� ,��������������I������ �� �� �- %�� ��� �� � %� �� �� 0�������� J���� ���� @ 0�K6>@K /�������� D������

������

Page 2: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

������� ����� ��� ,���� ������ ����- ������ �������� �� ��� ����������� ���� ������� %���� ������ ������� �������� ��� � ��� ��� � ������� ���� �������� �������� ����� �� ����� ���������� ����� ������ %�� ����� �������� ���� ���� � ������ �� ������� � ��� ����� �� ��� � ������������� &@(�

%�� ������� � ������ � � ����������� ������� � �� ��� ����� �� � <������ ������� &K('-)

��� ��� �����

'�����,'-

%���� ��� ��� ��$�� �� � ��� <������ ���������� ���� �� ����������� �� ��������� ������������%�� ������� � ������ ��� ��� ��� � ����� ������� ��� ��� �� ����� �� � �� �� ��� �$��������� ����,�- ��� � �� ��� ��� ��� ��� ��� ��� �� ��� ���� ����� ��� ��� � ��� ���� ,��- ��� � �� ��� ��� ��� � ��� ���������� ������ ��� � ��� ����� ,�����-�

!� ��� ����� � ��� ������� �� �� ������� ��� ���� ������ ��� ��� �� �������� ��� ��� ����� ������&5(� %��� �������� ����� ��� ��� ��� ������� �� � ��� ���� ����� �� �� � � ��� ���� �� ����� ��� ������������ ��� ����� ������� &G(�

! ��� <������ �������� ��� ������ ��� ������� ����� �1� �� ����� �� � ����� �� ��� � � ����� &'6(�! ������� ������ ��� ����� ��� ���� ��� � ��� ����� ������� ��� ��� � ����� �� ��� �������� ��� � ��������� ��� � � � ���� ���� �� ��� ����� �� ����%������� ���� ������� ����� ��� � ��� ��"� ��� /3�,����� ���� � ��- ���� �� � �� ���� �����������&''(� � ��1� ������ " � ��� <������ �$���� �� ���� �������� ��� ��� ����� �� ��������� � ��� ��������

��� ������� � ��� � ����� ������� ��� <������ �������� ��� ��� ��� ���� � ������� �$��������� �������� ���� �� ������ &K(�

!"������#���� ��� � �������������������� �����

������������ ����� ��� ���� ��������� ������'>*866 �� ������� ����� ���� �� ���� � �������� ����� ���� ����� � ���� &'8(�

!� ����� ����� �� ���� � ��� � ����� ��� ��� ������� ��� ������� � � ���� ����� �� ��� ��� ����� � � �������� �� ���������� � ���� '� %�� ������� ����� ������� �� ������ � ���� ����� � ��� �� ��� � ��� ��������� �� ��� ����� � ���� � ��� �����

!� �� ������ ��� ��� ����� � �� � �� ��������������� �� ��� ��������� � = �8;�< ��� � �� � ������ �� � �� ����� ���� +$� ,>- ,������� �� +���� &'9(- ���

��� L�� �������� ����� ����� ��� ���M �� ����� /���� ������� ,�/�-)

��� N &,';8���

9�

-,=��;9-8;9,����;��-�������� ,8-

%�� ����� �� �� ��� �� �� "�� ��� ����� ���� � ��� �� ������ ��� ������ %�� ����� ��� ��� �� �/� �� �� ������ �� +$� ,8- � 'K�G ��;�<� ! ���� ���� ��� ������ ��� ���� ��� ������� �� �������� !���������� �� ������� �� ������ ��� ��� ����� ��� ��� �� � ������ ���� �� ������ ��� ���� ���� ��� � �� � ����� �� � ������������ ������� ��� ���� ��� ������� ��� � ��� ���������������� � ��� ���� ���������

<������ ���� ����� �� ��� ����� ��� ��� �� � ���� ��������� ��� ����� � ���� � ��� ������ B���� �� �� ������ � ����� ����� ���� ����� � ����� � ���� 866 �8;�� ��� �� ��� �������� � ����� ��� ���� �� �� ��� ������� �� ����� ������� 2������ ����� �� ��� �������� ������� ��� �� ����� ���� ���� ������� ��� 96 � ����� �������� ����� � ����� �� ���� ��� ���� �� ����� � ������� �������� �������� ��� ������� ��� 86 �8;�< &'=(�/ ��� �������� �� ��� ����� ��� ��� � ����� ������ ����� ��� ��� ����� � ����� #� � ���� ������ �� �� "���O

� ������� ���������� � ��� 80 ������ ���������� ��� ������ �� ��� ���� ����� � �� ��� ��������� � ������� ��� ��� � � ��� ���� �� ��� ������� � �������!� �� � �������� �� ��������� ��� ������ ��� ������������� � � ��� ���� ����� � ,��� ���� 8- ��� L����� ��������� ����� ��� ���M �� �� � � ������ ��� ���� ��� �� ������ �� +$� ,9-� ,%��� �$���� � �� ������� ����������� ������� ���������-�

�9� � � �! �����

���� ���

,9-

%�� ������� ����� ��� ��� �� 9 � �/� ��� �< ��� "�� ����� %��� ����� �� � �� �� � ��� ��� ������� ��� ����� � ��� ����� ��� ����

'8G@ A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ ����);;���� ���1������� ��� ��� ������ ��� �� ?� ''

$����� �% 3����� ��������� � �/� �� ��� ����

$����� �% 90 ��������� � ������ � ��� ���� ,������� ���� ����� �-�*

'- <��� � ������ �� ��� �� � ��� ������

������

Page 3: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

.��� ����� ����� ��� ����� �� �/� � �� ����������� ������ � 80 ��������� �� � 90 ���������� ,� ��� ����- � ������ ����� ������ ������)

'K�G �� P ���� ����� ����� ��� ��� ,�/�- P 9666 ��;�<%�� ��� ��� �� ��$����� � �� �� � ��� ��� ��� ����

�� � ���� �� ��� ��������� � ��� ��� ����� � ��� �����%�� ���� �� ������ ��� � � ���� ������� �� ����� ��� � ����� ��� �� �� ������� � ��������� �� ��������) ������ � ��� ������� �� ��� ����� ������� ������ ��� 866*966 ��;�< �������� ����� ������������� ��� >66 ��;�< ����� �� ������ &'>(�

& '������� �� ������ ����� ������

� ����� ����� ��� ��� � �� ������ �� &'@()

" N��#�$ !������

��#�� �% &'�(�$ �����,=-

%��� �$���� ��� � �� ������ �� � ��� ��� �� ��� ���� ��� ���� �� ��������� ������ � ��� �������������� ������ �� ��� ��� � ���������� � ��� �������� ��� ����� �� � ���������� ���� ��� �� "�� ������ ���� �� ���� ������ � �������� ������������� ������ ��� ��� ������������ %���� ��� �� ����� ������ ��� ����� ��� � � �� ��������� &'K '5()'� /���� ����� ��� ��� ,+$��������� ����� ��� ���-

%��� ��� ��� �� ��������� �� � ��� � ����� � � �������� ���"� ������ �� �� ���������� ��� �$��������� ������� %��� ����� �� ���� �� ��� ���������� � ���������� �� ��� ���� �������� � ��� � �� ������

8� 0���� ����� ��� ��� ,0��-%�� ����� ����� ��� ��� �� ������� �������� � ��� "�� ���� � ����� ����� �� ������� � ��� ���� ���� � ����"������ � ��� ����� ���� %�� ������ ����� ��� ��� � �� > � '6 ����� ���� ��� ����$��������� � ������� ����� ��� ��� &'G(�

%�� ����� ����� ��� ��� �� ������� � �� � ��������� ���������� ��� � � �� ��������� � ���� ����� �������� �� �������� ���������� &86( ,��� %��� '-�

%�� ����� ����� ��� ��� �� � ��������� ����� ������ � � ������ �� ����� ��� � ��� � �� ��������� ����� ���� �� ��� ������ %�� ����� ����� ��� ����� � ���� ����� �� ������ &'G( � ��� ����� � � ���� ������� �� ���� � ������� ���� ��� %�� ����� � ��� ����"������� ����� � �� ���� �������� �� ���� ��� ��������� � ������ �� ��� � ���� 9�

%�� ���� � � ����"������ ���� �� ����� ����� �� ����� ���� ������� � ��� ����� �� ��� ���� � ��� ����&'K(� 3��� ������� ������� �� ������ ��� ���� �������� ������� "���� � ��� ������� �� ���� ������� &8'(�

�� ����� ������������ �� ����� � ���������� ������ � ������� ���� ,)�*- � �� ������ ���� ���������� ����� �� ��� �������� � ��� ������� �� �� � ����� ���� ������� ���� �� � �� ��� ������ � ���� &88(�

!� ��� ������� �� ������� � ������� �� ��� )�* �� ����� �� ��� ������ ����)

)! �'>� '��� ���!

�8!

� +#�

,>-

������� ��� ������� �� ��� ��� ����� ���� �������� �������� � �� ����������� ����� ��� ���� � �����"������ ���� �� ����� ������� ��� ��� ����� ������ �!� B��� � ������ ����� �� ���� ��� ����� � ��� �������� � ����� � �� � ��� �� ��� ������� ���� � ��������� �� ������ ��� ����"������ ����� :���� �������� ���������� ��� ��� ���� ���� ������� ���� ��� �! ����� ��� ���� #� �� ��� ��� ����� +� %�� ���� ������ ���� � ��� ���� ����� ��� ��� � ���� �������� ������� ��$����� � ������� ����� � � ��� ���� ���������� � ��� ����� ����� ��� ��� � � ���� ����� �L�����M ���� �������� �� ���� ��� ��� ����� ��� � �� �� � ������� ��� ���� ���� �� � ����� ����� �� ���� ��������� ��� ��� ��������� ���� �� ������ � ������� ���������

��� ��� ������ ��� �� ?� '' ����);;���� ���1������� A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '8GK

(��� �% :�������� �� ���� ����� ���������� ��� � ����� � ��� ����� ����� ��� ����

:�������� ���������� .��� 0����

����� ���� ����� �� ����

����� ������� ���� ���� ��� ����

�# ����� ���� ������ �����������

��� �����

������� ��� ���� ����

��������� ������� � �������� �������

����� ������

��� ���� ����� ��������� ����� � ��������

Eluent Concentration

CBT (10%)

C0

Time or Volume

Fast Mass Transfer Slow Mass Transfer

$����� !% /���� �� ������ ����"������ ����� ����� � ��� ����� ������ ��� ����

������

Page 4: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

����������� �� ��)�� *������

.���� �� ��������� ����� ��������� � �� ����������� �� ��� ���� ������ �� ��� �������� ����� ������ � ����� ��� ��� � ������ ��� ����������� �� ���� &8=(�

! ������ ����������� ���� ��������� � �� ���������� �� ����� �� ���� �� "���� B����� ����� ����� ��"� ���� ����� �� ����� �������� ����� ���� ���� ��� � ��� ������� ���� ��������� ��� � ��$���������� �������� ��������� �� ��� ��������� �� ����� &8>(�

3�� ���$����� ���� ���� ������� �� ���� ������������ ��� ����� ������� � ����� ������� &8@( �� ������"�� ������ &8K(� %�� ����� ������� ��� ���� ���������� �� � �� ������ ����������� ��� � ������ " �� ����� ���� ��� �� �������� %�� ��� ������� ���� ��� ��� ����� ������� &85(� %��� ��� ���$����� ���� �� ��� ������ ��"� ��� ���� ����� ������ 8������������ ����� ������� �� ��������� � ������� ������� %��� ��� ����� �������� ������� � � ��������� �� ������� � �� ������ �������� � ����� �� ���� �� � ���� ������ �� ���� ����� ������ � ������� �� ��� ������

3�� � ��� ������� ������� ��� ����� ��������������������� ������� ,�/�04�- &8G(� !� �� ������� �������� ����� �� ���������� ����� &96(� %�� ���� ��������� ���� ��� � �/�04� ����� �� �� � ������ ��������� �� ����� ���� � ��� � �� ������������

/�� ���� ��������� ������ � ��� ��� � ����� � ������ ��� ����� ������ ������ %�� ������� ������ � � ������ ����� ����� � ��� ����� ��� ��������� � � ������ ������� ���� ��� �� ����������� �� ��� ���� �� ��������� � ����� ����� ������� �� "���� ��� �� ������� �� �� ��� �������� � ������- ����� � ���� �������� ������ &9'( �� �- ��� ������ ������� &98(� ! ����� � ���� ������� ��� ��������� � ������ �� ������� ����� � ���� ������� ��� �������� �� ����� � ���� ������� � �� ��� ������ �������� <���� �� ���� �� ���������� ���� ��� � ����� ������ �� �������� ��������� � �� ���������� ��� ������� �� ��� ������ ��������

+ ������� �� ,����� � ������� �� � � �����������

�� ������� ��� ����� ��� ����� ����� ��� ��� �� ��������� ������ ���� ���� ���� ���� ����� ��������� ������� ������ � ������� ����� � ��� �������� ������ ����� ��� ��� ��� ���� ��� �� � � ��� ����� ������ ��� �� ������ !������� � ������� ��� �� ��������� ���� �� � !+Q #!� � ������� ���� ��� ����� ������ ��� ���� �� ����� ���� ������� ��������� ��������� � ����� ��� ����� �� �������� ���� ��� ������ ��� ��� � ��� ������ ����� ����� �� ��� �������

��������� ��������� � ��������� �� � ��������� ��������� /���� &99( ��� ����� ����� ��� ����� ��� ��������� ���� �� �� ������ ���� ������ �� �/� <������ �� �����4!! ������� .���� ���� ��� ���866 ��;�< �� �/� ���� ��� � ���� �� ����� ��� ����� �����4!! ������ ����� ����� ���� �� �/� ����� ��� ����� ��� �� ������ � ��� ������ ����� ��� ������

����� �� ����� ��� �� ����� � ���� � �� ������������� <����� ��� � �� � ��� � ��� �� "�� � ������� ��������� � �� ������� ���� ���� ����� ��������� � �� ��� � &9=( �� &9>(�

%���� ����� ������ ������������ � � � ������ � ������ ���� � � ����� %���� �������� ����� ��� ��� � ����%�� ������ � �� ��"�� �� ����� �� �������� ��� ������� ��� ��� � �� ���� ������� ������� �� ��� ���� � ������ %��� �� � ������ ���� ��� � ���� =�

������ �����#� �&'����

�� ��� ��������� � ����� �� �� ��������������� ��������� &9@ 9K( ��� ���$����� ������� �� ������� ������ ,�� ������� �� #!�- � �� ��� � �������� ����� #!� ����� � �� �������� �� ��� ��� ��� ������ ���� �� ��� �������� �� �� ���������������&>'(� ��� ����� ��� � �� � ���� ���������� �������� �������� � � � ������ � ��� ���� &8=(� ������� ����� � ���������� �� ����� ������ � ������ &95( �������&9G( ������ &=6( ��������������� &='( �� �� � ����������

�� ��� ����� � ���� ����� �� ������� ����� ������� ���� � ��� ������ %��� ��� ����� L�� �������������M�

� ���$����� ���� ���� �� ��� ��������� � ������ ������ ������� �� ��� ���� ����� ������ ,8 9 ��������������� ������-� %�� ���� ����� � �� ������ �� ������$��� ��� ��� ���� ����� � ������������� � ��� ����� ����� &=8(� �� ���� ���� ��� � ��� ���� ���� ��� ���� � ��� ����� � �� ��� ��� � � ������� � ������� ���� �� ������� �� � L���� �� ��������M� %�� ��������� ��� �� ��� ��� �� � :#������ ���� ��� ��������� ��� � ������� � � 9 ��� ��� ��� �� ��� � �� ������ ���� ,��� ���� >-�

'8G5 A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ ����);;���� ���1������� ��� ��� ������ ��� �� ?� ''

a) b) c)

$����� &% <���� �� ���� ���� � ��� ���� ���R �- ������ ��� �� �- ������� �� - ������� ����� ����

������

Page 5: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

������ ���� �&'����

/������� ��� ��� � � ��� �� �� ��������� ��� ������������� ��� ���������� ������� �� ���� ������ ��� ��������� �� ��� � ���������� ��� ����� � ��� ����� � �� ������ � ��� � � ���� ��� ����� ��� &=9 ==(�

� ��������� �� �� ��� �� ���� �� ��� ��������� ������ �� ' =��������� ����� ��� ����� ,�00+- � ������� ���� � � ��� �������� �� �������� &9K( ,������� @-� �00+ �� ���� ��� ��� ��������� �� ��������� ��"��� � 5 ��� �� 9 ���� ����� :���� ����$����� ���� ��� ��� ��� ��� � ��� ������������ � �������������������� &=>(�

!�,���-��$�%��$ ������

������� ����� ���� � ����� � �� �������� �� ��������� ������� %���� �������� ������ ��� ���$����� ����)'� D���� �� �� " ����������� &9' =K( 8� �� ��� ������� � ��� ����� � � ��� ���� &=5*>6( 9� ������ ������� � ��� ���� ���� �����$��� ������"�

�� &>8(�

.�'%� '�$ ���( !�,����/'����

#��� ������� � ������� ,'66 7- � �� � ������ �� �������� �� �������� ������ �� �� " ����������� ��� ���� !�

����� ��� ��� ��� ������� ��� ��� ����� � ��� ���� ��������� �� ��� � ������� �� ��� ������� � ��� ��������� ������ � %������ @>63 �� ��=S ���� �� ���������� �� ,� ������ ���� ��� � ���� K- &>9(�

:���� ������� ������� ��� ��� �� ����� ������������� ��� ��� L������� �M ����� �� ����������� � ������ �� � ���� ��� ������������ ��� ������ ��� ���� ����� � &>= >>(� � �� � ���� ����� � ������ �� ������� ��� ��� ��"� ��� � ������ ���������� �������� �� / ���������� ��� �� ���� ����� ������ ���� ����� &>@(�

��������� !�,���� �� ��� �#�%'�� �% ��� !����

�� ���� �������������� ����� ���� � �� ����������������� ������ � ����������� ������� �� ����� � ����� ��� ���� ������� � ����� � ������ � �� � �������

���� !�,���� ���� ��� !���� ���� �#����#��� ����-��(���

8�� ������� 8������� '����������� � �� �� ? ?����������������� �������� ���� ������ � ��� ���� � �J�� �� ���������� ����� ����� �� �� ���� �� �������� ������"��� %��� ���� ���� �� ����� LD�� � � /����M

%�� ���� ��� ����� 9 �� ��$��� ��� �������� � ������������ �� ����� ��� ��� �������� ����� ���������

��� ��� ������ ��� �� ?� '' ����);;���� ���1������� A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '8GG

O

O

O

O

OO+

O

O

OO

Suspension Polymerization

CL O OOOH +

$����� % L/�� ������M ����� �������� �� �� �������� ����� �� ��� �������� � �������

OH OOO

O

O OO

OH

O+

$����� +% /�� �� ' =��������� ����� ��� ������

OH

OHH

+ C

OH

OO

O

Ce4+ O

O

O

O

O

O

+ + n

$����� -% ��=S �������� ����� ����������� � ��� ��������� �������

������

Page 6: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

� ��� ���� �� �������� � ���� ���� ������ �� ������ �� ������� � ��� ���� �� ������ � ����� �������� ���������� � ������� %��� ����� ���� ���� �� �������� � ��� ������ ��� � ���� �������� �� ��� ��� �� ���� � ��� �� ������ �������� �� ��� � ���� =� :� �������� ������� ��� ������� ����� ��� �� ��� ���������� � ���� ������ �������� ���� ��� � ���� ��������� � � ��� ���������� ��� &=G(�

%�� ������� � ������ ��� ���� ��� ����� ����� � ������ ��� ������ � �� ���������� �� � ������ ������ �������� ���" �� �� ������ ,0���������� ������������ ����- �������� %������ @>63 ,%������@>63 �� � ����� ������ ���� ���� � ��� ���� � '66 � �� ���� ����� � ���� � ���� > �8;�<�- �� ����� ��� �� ����)* +�� �������� * ' =��������� ����� ��� ����� * ��� ��������� ������ ,�������-

�� � �����$��� �� � ��� �� ���� ����������� ,������� 5-�

%�� �������� �� �� ������ ���� ������ �� ����� ������ ��� ��� � �/�� %�� ������ ����� ��� ����� ����� � ������ ,���� �������� �����- &>K()'� %������ @>63 � ������� ���� ��� ���������

'> ��;�< 8� %������ @>63 � ������� ���� �20D+ ��� ��

99 ��;�< 9� %������ @>63 � ������� �� ����� ����������� ����

��� ���� ����� ������G9 ��;�<�

%�� ������� ����� ��� ��� �� ����� ��������� ��� �������� �� ��� ������� ����� ��� ������ �� ��� �������� ��� ��� ��� %��� ���������� ��� ������ � � ������ �� ��������� %�� ������� � � ��� ����������� ��������� � �� ������ � "������� �� ���� ��� ���� ���� ��������� ��� ����� %�� ���� �� ��� ������ ����� ��� ��� ���� ������� ���� ����� �� ��� ����� ��� � �������

- ( � ��������.������ / ( � ���� ��� ��� ������ ������0

������� ����� ��� �� ������ ���� � �� ��� �����$������� �� ��"�� ���� ��� ��� ����� &=G(� <���� �� ���� ����� ���� ��� ���������� ������������ ������ %�� ���� ����� �������� � ��� ������� ����� ��� � ��� L ����� ������� ����M �� ��� ������ � � ��� ������ ������� ��� � ������� ��� ������ � � ����� �������� ���������� &>9(� %�� ������ � � ������� � ��� ���� �� ��� �� � ��� ������ ���� ������� �� � �������%������ �� �� ���������� � ���� G�

0������ ��� ����� �������� ������� ���� ����� ��� �� ����� � ����� ����� ��� ��� �� ���������� %�� ������ � ����� � ����� ��� ��� �� ��� ������ � ��� ������������� �� � ����� ������� ������� .����"���� �� ������ �� ����� � ��� �� ���� ����� �� ������ �������� ������� � �� ������� �������� �� ��� ���� ��� � �� �������� �� ������ �������� %�� �������� ��� ������� ������ ��� ��� �� ��� ���� �� ���� ���� � &@>(� %�� ��������� ������� ���� ����� ��� ������� ���� �������� /���� ��� �������� �� ��������� ����� ���� �������� ����������� ���� � ��� ���� � ��� ��� � %��� 8�

%�� ������ � ��� ����� ����� ��� ����� �� ��������� ��� ��� �������� ��� �� ���� ������ ��������� ������ �� ���� �� � ������ ������ �� ���� � �� ���� ��� ��� �� ���� ���� �� ��������� �� �� ��� ���������� ����� ,T�/�������U ���� ��� �� %������U

T�+�>>6�- ��� ������ � %��� 9�

'966 A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ ����);;���� ���1������� ��� ��� ������ ��� �� ?� ''

OO NH(C2H

5)2 OH

N(C2H

5)2

O+

$����� 1% .�� �� � ���������� ��� �������� ���� ������������

0 10 20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100

0

1e+5

2e+5

3e+5

4e+5

5e+5

6e+5

Binding Capacity BSA [mg/ml]

Degree of Grafting [%]

Exclusion Limit (Polyethylenoxide) [g/mol]

78 µmol/ml DEAE Ligands

92 µmol/ml DEAE Ligands

102 µmol/ml DEAE Ligands

104 µmol/ml DEAE Ligands

$����� 2% %������ @>63 ��� ����� ���������� ���� ��� ���� ����� �������� ������ ���� ����������� � � ���" �� �� ����� 0+������� %������� ����� ��� ��� �� �/� ��� ��������� �� � �� �� � ��� �������� ������ �� ��� �� ���� ����� �� ������������� ,����� ����-�

(��� �% .���� ���� L������� ���� ����M�

3������� /������� /��� ����

��� ����U +30 T������� /�����

3�� " FD�� ������� ����� ���� ����� %������U &9'(

������ #���� 0U T�� / ����

���� � �������� ������ ������ ���� ���� &>8(

/�������U Q< T������� /�����

D+ �������� 0������ ������� � ��� ����� �� /������� &>5(

%������U /���� T %:/:#�������

&>G(

������

Page 7: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

%�� ���� ����� ����� ��� ��� �� � � ����� �� ��� ��� ���� � ��� ���� .���� ���� �� ����� �������� ��"���� ���� ���� ���� ����� ��� ������ %�� ��������������� ���� ������ �� ��� ����� ���� ��� ������� ����� ����� ��� � ������ ���� ��� �� ��� �������� �������� ����� �������� ��� ��������� � � ��� ������ �������� ���� ���� �� ��� ���� �� ��� ���� ����� ��� ����

1 ��������.������ ��� ��� �����0

�� ������� ��� ����� � ��� ��� ����� ������ ��� ���������� ������ ��������� ���� ��� �������� ����������� ���� ��� ��� ���� �� ���� ����� ��� ��� �� � ��� ���� ������ %�� ������� � ������ ��� ����� ��� ����� � �� �� 8*9� !� ���� �� ����� ��� � ������� ���� ��� ����� � �������� ����� �� ����������� � ������� ������������ ��� ���� �� �� � ��� ����� ��� � � ����� ��� � �� ������ %�� ������� � ������ ������� ������� �� �������� ���� �� ���������� � ���� '6�

%�� �� ����� ��� � ��� ������� ������ � ������� � � �� ����� ����� ��� �������� �� � ���� �� ���� �������� %��� �� ���� ���� ��� ���� �� ��� ������� ��� ������� ������� ���� ���� �� ���� ����� �� ��������� ��� ���� ,��� ���� '6 ����-� %�� ������� �� �� � ��������

�� �������� ����� ��� ������ ���� �� ���� ���� '6 ������ �� ���� �� ������� ��� �������� ����� ��� ��� " ������� �� �������� ��� ������ �� ������� ���� �����

%�� ���� � � � ������� ���� ���� �� #!� ����� � ������������ �� ������� ����� � ������ � %������� D������� ������� � ��� ��� >6 7 ���� � ������� ! ���� '' ���������� � � ����� ��� ��� �� � ���" �� �� ������� ��� #!� ���� �� � �� �� � ��� ������� ������ ��� �������

%�� ����� � ����� � ����� ��� ��� �� ��� � ��� ����� ����� �� � ������ �� ��� ����� � ������ ����������� ��� � �� � ���� ���� ��� ����� ��� ��� �� #!������ �� ����� !� ����� �� ���������� � �� ����� ���� ������� ������ �� #!� �����O

%�� ��� ���� ���� ������ �� #!� ����� ���� �����"�� ���� � ��� ���� � �8 � �5 ,������ ����� ����� ��������� ������- �� ��� ����� ����� %�� �� �� ����� ���� ��� � ���� �������� �� ������� ������ �������� ���� ��� � ��� ����� � �� ����������

��� ��� ������ ��� �� ?� '' ����);;���� ���1������� A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '96'

(��� !% /��� ��� ���������� �� �� �� ���� ������

.��� ����� ����� ���� ���&��;�<( �� ��������

+� ���� <���� �� ������ �� ���/�������

+� ���� <���� �� �+:,���� �� ����- &@6(

! +� ���� ���� ���&��$;�<(

T /�������U Q< V '96 ,�/�- * G W '69 6�'5 * 6�8@

������ #���� 0 V '56 ��;�< ,�/�- * G W '69 6�'8

��� ����U +30 %3�+ #� �� ,3- V '56 ��;�< ,�/�- * @�= W '6= 6�6K

%������U /����T�@>63 V '>6 ��;�< ,�/�- '�9 W '6= 6�8

T /�������U ���� ��� V '86 ��;�< ,#/�- = W '6@ '�> W '6> 6�'>

%������U T�+�>>6� @6 * 56 ��;�< 9�9 W '6> 6�85 * 6�95

$����� ��% %�� L������� ���� ����M �� !+Q ����� ���� ������� ������ ���� �� �� ���� ��� ,����- �� ��� ������� ���� ���� � �������� ������� ���� �� ���� ���� ��� �� #!� ����� ,�����-�

0 10 20 30 40 50 60

0

20

40

60

80

100

Binding Capacity BSA [mg/ml]

Degree of Grafting [%]

IEX (grafted glycidyl methacrylate,

subsequent reaction with diethylamine)

HIC (grafted butyl acrylat)

$����� ��% %�� ����� ��� ��� �� ����� ���� 0+�+ ���� � �� �����,���� ���� %������ #B @>6 3 ��� ��� ���� ��� ��������� ������ �� ������$��� ������� ���� �����������- �� ����� ���� ����� #!� ���� ,���� ����� %������ ��� ������������� ���� ����� � ������- ��� ��������� ���/�� ,! �� ���� ����� ����� ��� ��� ��� ��������� ���� ' ��;�<�/� � 86 �3 %��� ������ �# 5 �� #!� ����� ��� ��� ��� ������������� ' ��;�< �/� � '�5 3 ������������� ����� ��� ���� 966 �;�-�

������

Page 8: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

������������ ������ �� ��� �������� ����� �� ����������� � �� �������� �� ���� � ������������ ������� ���� ���� �������� ��������� ��"����,������� ��� �- ���,������� ��� �- � ���,������ ��- &=@(� � ���� � ��� ������� ������ �� 4������ ������ &=G( ��� � ���� ��������� ����� �� �������� ��L����������M ����� �� �� �� ��������� ������� � ���������� �� ������� ���� ����� � ����� �� � �� �� $���� �� ��"� ��� ���� ����������� � ���� ��������� � ���� ��� ��������� �������� ���� ���������� �������� ��%������U ��D @663� %�� ����� ��� ��� �� �� ������ � �������� 3�� � ���� �������� �� ���� ��� ������� ��������� #!� ����� �� ��� � %���� =�

%�� � ����� � ����� ��� ��� �� ��� �� ����� ���%������ ��D @66 �� � �� ��� �� ���� �� �� ��� � ��� ����� �� �� ��� � ���� � �� ������� �� #!� ������ � ����� �� � ������ 9��������� ���� ���� � ��� ������� � ��� ���� �� �� ��� � �� ������ %�� ��������� ���� ��� ���� �������� ������� ������ ������ ���� ����� �� �� �� ��� �� ���� �� ��� ����� ��� � ��������� ! ����� � � �� ���� ����� ���� �� ������ ��������� � �� ��� ������ � ������ �� ��� � ����� ���������� ������ %��� �� ��� ���� ��� ������� ������ � ���� ������� ����� !� � ������� ������ �� � �����$������� �� ���� ����� ����� �� !+Q �� ����� �� ������� ������� �� ������� ��� #!� ����� � � ����� � �������� ���� ���� �� �� �� �������� ��� ���� �� � ���������� �� ��� � ��� ���� � ����

�������� ������ � �� ���� �� #!� ���������� ��� �������� ����� L ������ ��� �� ������� ����� �� �����������M &@9( ��� � � ������������������ ��� ������� �� ��������� � �� ��� ��������� �� �� ����� ����

� ����� ����� ������� ������ ��� � ���� ��� ������� �� #!� ����� ��� ��� �� ��� ������ ������������ ������ !� �� ���� �� ������� �������� ����� ��� ������� �� ���� ����� ��� ��� � �������� ���� ���� �� ������� ����� �� � ���� ��� �� ����������� ������� ��������� �� ��� �� ������ �� �������� ������ �� ����� ����

2 3������ �� 4��������

%�� ���� ����� ��� ����� ��� � ��� �� ������� ����� ������� ����� � ����� ����� %�� ������� "���� ���� ������� �� ��� ����������� ����� ,%������ @>63������� ���� ��� ���� ����� ������ �� ������� ������� ���������������- &>9( ���� �������� ������ � ������� ��� �������� ���� ��� �� �/� ��� �� ������ ��� ������������ ����"� ������ %�� ���� � ��� �� ������ �������� ���� ���� ��� � ������� �� � ������� ������ ����� 8K 7 ,��� ���� '8-� %�� ���� � ���� �� ��� ������� � � � ������ ����� �� ��� ������ ���� ������ ����� ����� ���� ��� ������� ������ � ������� ��� �������� �� � ����� �� ���� �� ��� ������ ����� �� � ������ ������ �� ��� ������� � ��� �� ���� �����

�� ���� ,��� 5��������� ��������� 4������6� *�� �� ��� ������� ����� 7�� ��� ����� ������

�� ����� ����� ��� ������� ����� � ����� ��� �� ����� ��� � ������� �������� ����� ���� ���� ����� ���� ������ ��� ����� �� ����� � �� � ���������� �� ���� ��� ������ �� ����� � �������� � ������� ���� ��� ��� ������ %����� � ������ ���� ���������� � ���� '9 &@=(�

%�� ������ �� � ��� ��� ���� ���� �� ����� ��� ���� ����� ��������� ����� �����

�� � ���� � ����� �� �� ��� ����� � ��� ����� ���� � ������� '6 ����� ������ ��� ��� ��� ��� ����� %�� ��� ������ � �������� ���� ���� ������� ,��� �������- �� ����������� ��� ��� ������ !���� �� ��� ��� �������� ����� ����� ��� ��� ���� ��� ����� �� � '6 666*86 666 �;� ��������� �� ������� ����� � ������ ��������� &K6(���� � ���� ���� �� �� ����� ����� ��� ����� ��� ������� ��� '666 �;� ��� ������ 966 �;�� ��� ���� ����� ��� � ���� ��� � � ����� ��� ��� ���� � ��� ������� �������� ������

'968 A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ ����);;���� ���1������� ��� ��� ������ ��� �� ?� ''

(��� &% 0���� ����� ��� ����� �� ���� ��� #!� ������

.��� 0�� ,966 �;�-&��;�<(

.� ����&��;�<(

.� ����&7(

%������U ����� @>63 9>�8 9=�> G5

%������U ����� @>63 =8�' 9@�@ 5K

%������U #���� @>63 @>�9 98�K >6

%������U ��D @663 ==�5 =@�' '69

������� �����) /�����)�������� 3�� ' ��;�< 9' �3 ������ �������� @G �3 �������� ������ S ' 3 ������������� ,�# @�@-R ���) K�5 ��!0 X 86 �R ����� ��� ���) 966 �;�R ���� ��) 856 �R ����"������) ����'6 7 ���"���R ������) ���� 9' �3 ������ ������ �� @G �3 �������� ������S ' 3 ������������� ,�# @�@-R �������) 6�' 3 �������� ������ ,�# K�6-�

0 10 20 30 40 50 60

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

exp.Toyopearl DEA 650M

Polynom sec.degree

degree of grafting [%]

DP [10

11 m

2/s]

$����� ��% 0������ ���� ���� �� � �� �� � ������� ������ �� ���� ���"�� �� ����� %������ �����

������

Page 9: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

�� %������ ��� L��"�� ����M �� � '666 Y ��� �������� ,%������ @>63-� %��� ���� ��� ���� �� ������ �� ��� � ��������� � ��� ����� ��� ���� ��� �� ��� �� ������ ����� �� ��������� � ��� ����� ����� ��� ��� �� ��� � ������� � ������ ����� ���� ����������� ������ �� ����� ������ �� ���� �� ���������� ����� ��� ��� � �� � ������ �� ������ ��� ���� ��� ���� ���� ��� ��� ����� %�� ���� ������� ���� �� ��� ���� ������� ��� ���������� � %��� > &@5 @G(�

%�� ��� ����� � ��� ����� ���� �������� � ����� � ���� ����� ����� ��� ���� %�� ����� ����� ��� ������ �� ��� ������ ���� ��������� �� 966 �;�� %�� �� ����� ����� �� ��� ��� ���� �� ��� ����� ���� ����������� ���� �� ���� ����������� ���� �������� %�� ���������� ���������� � %�� @�

%�� ������ � ��� %��� @ ��"�� ���� ���� ��� ������ ���� �� ��� � ��� ��� ��� ������� %��� �� � ������ �� � ��� ��� � ��� �� ����� ����� ������ � ������ ���� ��� ��� ����� ���� � ������ ���� �������� �������� � ���� ����� ��� ������� �� Z��� ��#��� ��� � �������� ���� ��� ���� ���� ��� ����������� �

������� ������ ���� ��� � ��� ���� ����� ����������� ��� ���� ��������� ������ �� � ���� ������� ������ ������� &@@(� #����� ��� ��� ����������� � ����� ��������� ��� %�� ��� ����������� �� ������� ��� ��� ������ � �� �� ';=6 � ���� � ���� ������ <��� &@K( ��� ������ �� ����� � ����������� �� ������� �� �� �� 8 �� %������� /� @>6� ������ � %������ /� >>6� �� �� ������� ��� ��� ���� ��� K@�@ � � 5�5 �� !� � �� ��������� ��� ������� ���� ���� �� ������� ������ ��� ����� ������� ��� ��� �����

%�� ������� � � ������ ����� ��� ��� �� � %������� @>6� ���� ,����� �� ���� G6 * '86 ��- �� � L���������M %������ /��������� >>6� ���� � ����� � � �������� ��� ��� �� ���������� � ���� '=�

%�� ����� ����� ��� ��� ��� �� � ������ ���98 ��;�< � >8 ��;�< ��� � �� � ���� � '�@ � ������ ����� ���� ���������� %�� ����� � ��� ����"������ ������ ��� �������� %������ /��������� >>6� �� ��� ������� ��� �� ��� ������ ���� ��� ����� �� �������� ����� ����� ����� ��� ��� �� 966 �;��

/ ��� ��� ���� ��������� �� � ������� ����� � �������� � ������ ��� ����� ��� ��� ������������ ���������� ��� � ����� ��� ��� �� ������ ������ ��� ����� � �� � �����������

%�� ��� ���� ��������� ����� �� �������� � � ����������� � ���� ��� ���� ��� � � ������ ��� ����������

��� ��� ������ ��� �� ?� '' ����);;���� ���1������� A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '969

Large protein small protein

Pore size Surface area

small

large

M

Just fit!

M

Just fit!

large

small

Capacity

Capacity

$����� �!% ��� ���� ��������� �� � �� �� � ����� ���� � �������� �������� ����� ��� ����

(��� % ��������� � ������� �������

����� /��� &�( �0 3�� ���� B����� &F0�(

!����� ,����- 6�> @

<������ ,#� +�� B����- '�G '=�>

��D����� ,����- K�' '@6

(��� +% :������ ��� /���� �� ���� ��� D��� �� ��� ���� ��� %������ .�����

D�� ����� +� ���� <���� &�( 3�� ��� .����� &�( ���� ��� ��� ���������� � �������� ����

/� >�B ,>6 * '>6 ��- ����������� ���� ��� �� ����� !���� G�> '�> �������) >6 ��;�<�������) 866 ��;�<

%������ /��������� >>63 <������ 'K�> 8�K> �������) 98 ��;�<��������) >8 ��;�<

%������ ��D@663 ��D����� =6 '= �������) =6 ��;�<��������) == ��;�<

0

0,1

0,2

0,3

0 20 40 60 80 100 120

Lysozyme (mg) / Gel (mL)

AU

10% Leakage

TOYOPEARL

SuperButyl-550C

TOYOPEARL

Butyl-650C

$����� �&% 0���� ����� ��� ���� �� ������� �� ��� �������� �����R �����) ��� ����) '6�@ �� !�0� X 86 �R ������ �����) <������ ,'��;�<- � 6�' ��;< �������� ������ ����� '�5 ��;< ������ �������� ,�# K�6-R ����� ��� ���) 966 �;�R ���� ��) 24 �� 856��

������

Page 10: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

� ����� �� ������ ����� �� ������ �� � ��������� ��� �� ��� ���� �� ���� ���� � ������� � ��� ���� � ��� � ��� ������� ��� ����� �� ��� ������ ������� �������

�� �������� � 5�����)

�� ��� ���� � �� ����� ����� ������� ��� ������������ ��� ����� �� ������� ������� ����� � ����� ���� ������ ������� ��� ���� ��� ��� � �� ���� � ��������� ���� ��� ����� �� ����� �� ���� �� �� ����� ����������� ��� ���������� �� ��� ������� �� ��� ���� ���������� ������ ��� ��� ���� � ��� ��� ��� ���� ������ ����� � �� � ����� ����� ��� ��� ���� ����� �� ��� ������ %�� ������� ����� ��� ����� �� #!� �� �������� ����� ��� ���� �� � ��� ���� � ���� @6 ��;�<������� ����� ����� ��� ����� � ���� 866*966 ��;�<���� ������� �� � �� ������

%�� ������ ����� ��� ��� � ��� � �� ����� �� ��������� � 90 ����� ��������� �� � ������� ����������� ���� � ��� ����� /� � � ���� ���� ��� � ���� � ��������� �� #!� �� ������� ����� ��� � ��� ����� ����� ��� ����

������� ���������� � ����� � �� � ������ �� ��������� ��� ��� ���� ���� �� ��� ����� ��� � ������ � ��� ���� ������� �� � ��� ����� ����� ���� ����

%�� ������� � ����� � �������� � ��� ����� ����� ��� ��� ��� � ���� � �� � ������� �� ���� ��� �������� ���� ����� ��� ����� ���� ����� ��������� ����� ������� ������ ��"� �� ��� ����� ������� �� �/��%�� �������� ����� ���� � �� L��������M �� ��� �������������� �� ���� ���� ������ ��� ����� ����� ���� ��� �� � �� �� � ��� ����� �� � ����� ���� ���������� �� ����� � ����� ��� �� � �� ������� ���� ��������� � ��� L������� ������M� %�� ������� �� ��� ���������� � �� ���� ��������� ��� �� � ��� L��������M ��������� ��"� ��� ����� � ����� �� ������������ ��� ��� � �������� ���� �������� �� ���� ��� ������ �� ����� � ������ � ��������� ������ ��������� ��� ����� ����� �� ������ ��� � ��$����� � ��� ���������� ���������� � ����� �� ���� ����� ����

.� �����) 3�� '> 866> &�+% 6'@'(

,������ � 4����6�����

�������� ��� ��� ����� � ���� � ��� ����� ,���� ���������= �8;�<-

�� ������ ������ �$��������� ������ � ��� ���� ������! ���� ���� ��� ������� ���� ��� L�� ������ �� ��M �� ����� ��� ���� �� ��

����� ��� ,���� 6�K= �� � ������� ���� ����� ����������-

� �$��������� ����+ ��� ��������� ��� ���� ���� � �/� ,@@ F0�-)�* ����� � ������� ����)! ?%2 �� ��� ��������! ����� �� ��������� ������� �� 8 �������� ����� ��� ����1� ������� �� 9 �������� ����� ��� ����� ������� ������� ��� ���#� ����� ��� �����! ���� ��� ����� ,���� 6�> �< ��� �< �� "��

����-���� ����� � � ������ �� �/� ��� ��� ,'�='9 W '6*8@

�9 ������ �� �����-� ������ � �� "��� ����� ������ ,' �; �9-

���������

&'( 0'�$���( �% !������ ����'����'&�, ,+��) D� /��� <� #����- � ����� ����� /� 0��� �� �22-�

&8( �����&'�'����� ������� '�$ ����������� ,+��) .� D� #����� �� %�� /� .� .���� 0� �� ��������- :���� 2�������� ����� ���! 9'G�

&9( 0'�$���( �% �����&'�'����� ,+�) /� ���1�- /������� / �� � ��%� ���� 4�� 8 � ����� ����� /� 0��� �� ���� =K>�

&=( �� 3� B��� )'�#�� ��������� ���& �� 2334 ''G9�&>( .� �� Z���� 3� .� Z�� +� %� B���� 5 ����'���� � �22 6� 9'@�&@( !������ !#��%��'���� ,+��) Z���� Z�� <� .���- B�����4�#

B������ 'GG5 =@�&K( Z� �� ����� Z� /� ����� !������ ������� �22! �� 9@>�&5( F� #� D������ Z� %�[���� 3� .�F��� ��� ��� ��� �22- 7� =6>�&G( .� Z��� F� F� 2��� B� 3H���� 3� %� B� #��� 5 ����'���� �

�22� 7�� KK�&'6( ����#'� ������� ����� ,+��) F� �� 0��� /� �������- D�����

/ �� � ?�� C�" ���� >'G�&''( /� .� D����� �� F��� /� 3� ������ 5 ����'���� � �22 89� '8>�&'8( 3� <����� 5 ����'���� � �22- :;; 9�&'9( 3� +���� � ��������� �'����'� ,+��) �� \�� J� 0��� %� ��

%��"��- +������� ��������� ���! 8'9�&'=( /� ������� .� /�� 3�"���� +� +� ��� 5 ���$ <����%'�� ��� �2+-

�6 =>'�&'>( %� F�������� ��� ��� �����������, �22� ; 58>�&'@( Z���� Z�� �� #���� ��������� !��� �21- 1 234 G�&'K( D� /"����� �� Z� #����� #� �� ����� 5 ����'���� � �22� 6;�

''9�&'5( <� +� Z�� B����� D� ����� ��������� !��� �22+ 3� 9=8�&'G( �� /���� ?� Z���� B� B������� !� 3������ 5 ����'���� �

�221 ��8 9''�&86( 0'�$���( �% �����&'�'����� ,+�) /� ���1�- /������� / �� � ��

%� ���� 4�� 8 � ����� ����� /� 0��� �� ���� 58�&8'( F� 3����� D� D�� � 5 ����'���� � ���� �:: '=K�&88( �'�� ��'��%�� ,+��) %� F� /����� .� <� ������ �� .� B��"�-

3 D����#��� ?�� C�" �2- >>9�&89( F� .� #��� <� �� +����� �� � ���� %� 4������� < = � #�$'�

�2++ 7 2�4 8'8�&8=( .� ������� /� 3����� �� :� �� %� 0����� � ������&�����>

������'&�#�� = +�&������ ,+��) .� �������- ����� �"� <��222 '@=�

&8>( Z� #� ������ ?� �� ���� /� C� 0������ ?? ������� �% ���<�����'����' ������, �% ���$ ��'��%#���� <� Z��� �211�

&8@( +� �� ������ #� �� /��� 5 �� ��� ��� �2 & 8: 'K''�&8K( Z� ����� �� ���� )'�#�� �2 2 3�1 '@>K�&85( B� #���� #� 2����� #� #� "�� �'(���� ��� �2++ ;� =8�&8G( ?� �� ����� �� ��� 5 ����'���� � �22� 73; '�&96( Z� 2������� <� /[������� �� ����� Z� �������[� )'�#�� �21! 191 G>�&9'( B� 3H���� 5 ����'���� � �22� 739 '99�&98( Z� #����� +� �� ����� <� D������� ?� �"� 5 ����'���� � �22&

:8; ''�

'96= A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ ����);;���� ���1������� ��� ��� ������ ��� �� ?� ''

������

Page 11: Properties and Characterization of High Capacity Resins for Biochromatography

&99( �� /���� !� #� Z��� 5 ����'���� � ���� ;9� '=5�&9=( .� ������� 5 ����'���� � �22� 7�: '5'�&9>( .� ������� 5 ����'���� � �22� 7�: 'GG�&9@( !� 3������ C� 3��� ?� /� 5 ������� �2-2 �7 '6G'�&9K( <� /������ Z� ����� 5 ����'���� � �2-& ;9 5K�&95( .� ��� Z� ����� /� +���� " )'�#�� �2+- �36 '968�&9G( D� F�� +� 3� ��" )'�#�� �2+- �3: >'=�&=6( F� ?���� F� 3��� � �����$� ��/,�� �21- 317 @>�&='( D� /� ������ Z� /� ����� 3� %� B� #��� B� /� #� " 5 ����'����

� �21� �3; 9@'�&=8( �� #��� 0� �� /������� �,������� '�$ ��&'�'����� *���� #������'

!�,���� B���� E /� ?�� C�" �212�&=9( 0� Z� :]/������ B� <� #���� ��������� �&& ������� �21- ;

=55�&==( .� #�� �� ��� <5� ���� 7 214 'K>�&=>( <������/�$ �%%����, +��'�$ �������#�� ,+��) D� %� #����� �� F�

3���� �� F� /����- � ����� ����� /� 0��� �� �22��&=@( %� D� !� <�� �� 3������ 5 ����'���� � �21! �76 59�&=K( �� F� .�����"� �� +� .����� 5 ����'���� � �22+ 861 '>�&=5( 3� <����� +� ������ +� 0���� ����� 5 ����'���� � �22 ::6

9G�&=G( <� 4����� �� ��� 5 ����'���� � �22! :13 '6K�&>6( 0� 3����� �� 3� ���� 0� ����" 5 ����'���� � �22! :6: =''�&>'( �� D� <� B�� �� B�� Q� D�� 5 ����'���� � ���& 39�� 99�&>8( ?� 4��� +� �� ����� �� D��� 3� ����� Z���� 4����� @A ;;B73117

�222�

&>9( +� 3H���� 5 ����'���� � ���! 399: 88G�&>=( #� +�������� #� <[� B� +�������� 3� 3���� ����'����'&��'

�212 �8 >9>�&>>( :� ��� "�� Z� .H�� �'�������#�� �221 13 >G8�&>@( 3� %�� ���� �� ��� �# ��� ��� 5'&'� �2+2 6� 'K>@�&>K( +� 3H���� !� � ������ :�����D���� "� 2�������� 3��������

���!�&>5( D+ �������� ������������� � ��� �&>G( �A�A0 ���������� !������ '�'��#� 3����������� �� ���!�&@6( /� F��� 5 ����'���� � �21� �9: ==G�&@'( 6�� 0<B�! ��%������ �A�A0 �<A�<�)� ������ �� ����

#���� �< ���&�&@8( �� F� #���� D� ����� 5 ����'���� � ���� �;8 5'�&@9( /� �� ���� 0� .� F� #����� 5 ����'���� � �221 �36 K'�&@=( C� 3���� =�� #!�;.�� ����� � �A�A0 �<A�<�)� ����

#���� �< ���&�&@>( �� F� #���� D� ����� 5 ����'���� � ���� ;83 '6>�&@@( �� Z��� 3� %� B� #��� 5 ����'���� � �22� 778 99>�&@K( �� ���� �� 3� <���� 5 ����'���� � �221 ��8 85'�&@5( 3� %� %� %� B� D���" ��������� ������ �22� 17 98K�&@G( 3����� !�������� ����������� ��" ��� %&K6( ��������� �'����'� ,+��) �� \�� J� 0��� %� �� %��"��- +�������

��������� ���!�

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

��� ��� ������ ��� �� ?� '' ����);;���� ���1������� A 866> B!<+C�4�# 4����� D��# E �� FD�� B������ '96>

������