有害物质去除材料以及去除有害物质的方法

专利名称：有害物质去除材料以及去除有害物质的方法
技术领域：
本发明涉及能够选择性地将细菌或病毒灭活的有害物质去除材料，以及利用其去 除有害物质的方法。
背景技术：
近年来，由细菌、霉菌、病毒等引发的传染病已被认为是社会问题。例如，在一般 公共场所(例如医院和公共设施)的大量感染得到关注。尤其是在医院感染的情况下，例 如抗生素等的滥用导致产生MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus))。鉴于以上问题，近来的建筑物在每个房间中均以利用空调使空气经管道流通的方 式备有管道，以控制整个建筑物的室温或其它条件。由此，在设施内漂浮的细菌、霉菌、病毒 等通常通过这样的空调扩散到整个设施中。因此人们认为阻塞空气介导性传染的途径是特 别有效的。具体而言，向空调、空气净化器等的空气分配部分提供精细织造过滤器(finely woven filter)，使得细菌、霉菌、病毒或其介质(例如空气中漂浮的细微物质(如灰尘)) 被吸附到该过滤器上。或者，向所述空气分配部分提供氧化钛或强酸灭菌区，使得经过其的 细菌、霉菌、病毒被灭活并除去。然而，在通过吸附去除时，如果有害物质是细菌、病毒等，则已用过滤器捕获的细 菌可能从中脱离以致于复活并感染人体。另外，对于通过使有害物质经过氧化钛或强酸灭 菌区以将其灭活的方法，其存在以下问题灭活在某种程度上相当耗时，且由此获得的效果 未必充分。日本专利第3642340号记载了利用在载体上负载有抗体的有害物质去除物去除 气相环境中的有害物质的方法；其特征在于该方法包括控制上述抗体周围环境的湿度， 以使该抗体在该湿度下表现出活性。日本专利第3642340号还记载了使抗体的Fc部分与 载体结合，以使捕获有害物质的Fab相对于载体向外，并增加Fab与这样的有害物质的接触 几率，由此能够有效地捕获有害物质。但是，即使是在日本专利第3642340号的方法中，抗 体的利用效率仍然较低。因此，为了更有效的使用Fab部分，有必要对抗体或载体采取特殊 措施。所以，该方法存在生产率低的问题。另一方面，国际公开W02005/35586记载了包含结合蛋白的融合蛋白分子以及具 有N-糖苷结合复合糖链(N-glycoside-binding complex sugar chain)的抗体Fc区的药 物组合物。然而，国际公开W02005/35586并未涉及负载有抗体的有害物质去除材料。

发明内容
本发明的目的是解决常规的有害物质去除材料的问题，即本发明的目的是提供有 害物质去除材料，其有效地捕获源自于诸如细菌或病毒的微生物的有害物质并迅速地将其 灭活，以使它们对人体的影响降至最低；并且其能够通过简单的方法使抗体负载于载体上； 并且其具有改善的抗体利用效率。此外，本发明的另一目的是提供利用上述有害物质去除材料有效去除有害物质的方法。作为旨在实现上述目的的深入研究的结果，发明人已发现可以通过使抗体以及对 所述抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质负载于载体上而获得有害物质去除 材料，由此完成本发明，所述有害物质去除材料有效地捕获有害物质并迅速地将其灭活，以 使它们对人体的影响降至最低；并且其能够通过简单的方法使抗体负载于载体上；并且其 具有改善的抗体利用效率。本发明提供有害物质去除材料，其由载体组成，所述载体上负载有抗体以及对所 述抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质。优选地，所述抗体为IgG。优选地，所述糖链亲和物质具有与IgG的Fc区中的糖链寡糖单元相同的寡糖单元。优选地，所述糖链亲和物质为包含选自葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、 N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖胺和N-乙酰神经氨酸中的至少一种的糖链。优选地，所述载体的表面包覆有所述糖链亲和物质。优选地，本发明的有害物质去除材料在所述载体上具有亲水聚合物以及所述糖链 亲和物质。优选地，所述亲水聚合物具有选自羟基、氨基、酰氨基、羧酸基和季氨基的至少一 种官能团。优选地，包含所述糖链亲和物质的层的平均厚度为5nm至20nm。优选地，所述抗体源自于鸵鸟。本发明进一步提供去除有害物质的方法，所述方法包括利用上述本发明的有害物 质去除材料来去除气相或液相中的有害物质。根据本发明，通过使抗体以及对所述抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链 亲和物质负载于载体上，可以增加负载抗体的有效量，由此可以用少量抗体将有害物质 可靠地灭活。而且，根据本发明，可以提供有害物质去除材料，其具有改善的防腐性质 (preservative quality)以及改善的捕获空气传播的细菌的速度。根据本发明的方法，可 以生产能够有效去除气相或液相中的有害物质的空气净化器或液体净化器，因此其在工业 中是非常有用的。本发明的优选实施方案
以下会更详细地描述本发明。本发明的有害物质去除材料的特征在于其由载体组成，所述载体上负载有抗体以 及对所述抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质。(1)载体本发明所用的形成载体的主要材料优选纤维，其包含选自纤维素酯、维尼纶、丙烯 酸(acrylic)和聚氨酯中的至少一种作为主要组分。另外，作为形成载体的主要材料，还优 选包含聚酰胺作为主要组分的纤维。根据本发明，术语“主要组分”是指质量分率占纤维总 质量的25%或更多的组分。根据本发明，术语“纤维素酯”是指通过用有机酸酯化纤维素中的羟基而得到的纤 维素衍生物。用于酯化的有机酸的实例包括脂肪羧酸，例如乙酸、丙酸和丁酸；以及芳族 羧酸，例如苯甲酸和水杨酸。它们可以单独或联合使用。用酯基取代纤维素的羟基的取代率(substitution rate)并无特别限定；但其优选为60%或更多。根据本发明，在形成载体的主要材料中优选酰化纤维素(cellulose acylate)纤 维。本文使用的术语“酰化纤维素”是指纤维素酯，其中纤维素的羟基中的部分或全部氢 原子被酰基所取代。酰基的实例包括乙酰基、丙酰基和丁酰基(butylyl group)。在结构 方面，上述实例中的单个基团可被取代，或者两个或更多个酰基可被混合取代。酰基的总 取代度优选为2.0至3.0，更优选为2. 1至2. 8，特别优选为2. 2至2. 7。其中，优选能够 达到这样的取代度的乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素，最优选乙酸纤维素。 一般而言，已知用于酰化纤维素的溶剂取决于酯化度而不同。也可以预先用具有高酯化率 (esterification rate)的酰化纤维素制备载体，然后对所述载体进行碱性水解处理等以 M^^MMy^VC (hydrophilicization)。可以形成足够实用的由酰化纤维素纤维组成的有害物质去除材料。然而，为了进 一步改善强度、尺寸稳定性等，可以用混合纤维(例如聚酯系纤维/聚烯烃系纤维/聚酰胺 系纤维/丙烯酸系纤维)形成载体。当使用混合纤维时，酰化纤维素纤维的质量分率优选 为50%或更多，更优选为70%或更多。根据本发明，在构成载体的主要材料中，优选聚酰胺(polyamid)纤维。根据本发明，术语“聚酰胺”是指包含线性聚合物的纤维，所述线性聚合物具有包 含酰胺键的化学结构单元。在聚酰胺中，优选这样的线性脂族聚酰胺，其是脂族二胺(例如乙二胺、1-甲基乙 二胺、1，3_丙二胺或六亚甲基二胺)和脂族二羧酸(例如丙二酸、丁二酸或己二酸(adipic acid))的结合。特别优选尼龙66。除上述二胺和二羧酸之外，还可以使用脂族聚酰胺，所述脂族聚酰胺包含选自以 下实例的单一组分或共聚物组分内酰胺，例如ε -己内酰胺和十二内酰胺；氨基羧酸，例 如氨基己酸和氨基十一酸；以及对氨甲基苯甲酸。特别优选仅用ε-己内酰胺制备的尼龙 6。除上述以外，还可以使用以下聚酰胺脂环族二胺(例如环己二胺、1，3_ 二(氨甲 基)环己烷或1，4_ 二(氨甲基)环己烷)部分或全部地用作脂族二胺材料的脂族聚酰胺； 和/或脂环族二羧酸(例如1，4_环己烷二甲酸、六氢对苯二甲酸或六氢异酞酸)部分或全 部地用作二羧酸的脂族聚酰胺。此外，上述聚酰胺的实例还包括具有降低的吸水性和改善的弹性模量的聚酰 胺，其中芳族二胺(例如脂族对苯二甲胺(paraxylylene diamine, PXDA)或间苯二甲 胺(metaxylylene diamine, MXDA))以及芳族二羧酸(例如对苯二甲酸)部分地用作原 料。此外，可以使用具有包含酰胺键的侧链的聚合物，例如聚丙烯酰胺(polyacrylic acid amide)、聚(N-甲基丙烯酰胺)(poly (N-methylacrylic acid amide))或聚(N，N-二甲基 Μ Μ ) (poly (N, N-dimethylacrylic acid amide))。在聚酰胺中，最优选尼龙66或尼龙6。这是因为欲用作本发明的载体，这样的聚酰 胺的以下性质是优选的由酰胺键产生的适当的吸湿性；包含具有适当长度的长链脂肪酸 的分子链易于引起纤维轴取向(axis orientation)，其导致较高的延展性；由于高熔点和 热容量(耐熔性)而导致的不熔融的动态(dynamic)或动力(kinetic)趋势；包含长链脂 肪酸的分子链的柔性；以及不引起颤动(fibrillation)或形成膝折带(kink band)的趋势(这样的趋势是由于在酰胺键之间形成氢键而赋予的)，即重复弯曲性和拉伸性。优选地，可以使用化学结构单元中的酰胺键存在于侧链而非主链上的聚酰胺。其 实例包括聚丙烯酰胺，例如聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(N，N-二甲基丙烯酰胺)以及聚 (N-己基丙烯酰胺)。一般而言，具有包含酰胺键的侧链的聚合物具有高亲水性，因此往往 会溶胀/变形。因此，优选利用胶凝现象形成物理交联的聚合物或者通过例如包括引入烷 基的方法而疏水化(hydrophobized)聚合物。同样，为了改善强度和尺寸稳定性，可以用其它适合的结构材料(例如金属、高分 子材料和陶瓷)来增强载体。期望将这样的增强材料用于以下部分，该部分不位于施用有 有害物质去除材料的面的大致最外表面上(例如将这样的材料用于位于与这样的面或芯 材料(core material)相对的面)。根据本发明，术语“维尼纶”是指包含线性聚合物(含有乙烯醇单元(65质量％或 更多))的纤维，并且当将其在温度为20°C且湿度为65%的环境中放置至少一周后获得的 回潮低于7%。可以通过用甲醛处理乙烯醇的羟基来获得这样的纤维。其也可以是通过使 羟基进行硼酸交联(boric acid crosslinking)而获得的聚合物或者通过已知方法(例如 碱性纺丝(alkaline spinning)法或冷却凝胶纺丝(cooled gel spinning)法)进行防水 处理的非甲醛处理纤维(non-formalized fiber)。上述纤维可以包含乙烯链或乙酸乙烯 酯链作为非乙烯醇单元组分。然而，优选用乙烯醇载体形成的纤维。而且，最优选通过冷却 凝胶纺丝获得的非甲醛处理纤维。这是因为非甲醛处理纤维具有均勻性和高取向度/结晶 度，由此可获得优异的机械性能和可靠性。通常，在高强度、高弹性模量、适当的亲水性、耐候性、耐化学性、粘附性等方面，维 尼纶优于其它纤维。因此，其优选性质可用于本发明的载体。根据本发明，术语“丙烯酸”是指包含丙烯腈基重复单元(质量百分比40% 或更多)的纤维。其实例包括丙烯腈均聚物；丙烯腈和非离子单体(例如丙烯酸酯、 甲基丙烯酸酯或乙酸乙烯酯)的共聚物；丙烯腈和阴离子单体(例如乙烯基苯磺酸盐 (vinylbenzenesulfonate)或烯丙基磺酸盐(allylsulfonate))的共聚物；以及丙烯腈和 阳离子单体(例如乙烯基吡啶或甲基乙烯基吡啶)的共聚物。由丙烯腈和乳酪蛋白形成的 promix纤维包括在此类中。通常，通过有机溶剂湿纺(organic solvent wet spinning)法来制备丙烯酸纤 维。在该方法中，当纺丝原液在凝固浴中形成凝固线(coagulated thread)时，将充当凝固 剂的水与从喷嘴中Z捻(spirming-twist)的纺丝原液混合，并且纺丝溶剂从加捻纺丝原液 中向外扩散。这时，水和有机溶剂(例如DMF或DMAc)相互扩散以使聚合物沉积，导致形成 一条凝固线，所述凝固线具有其中许多腔以网络形式彼此连接的结构。另外，这样的线的 特征在于由于溶剂在凝固过程中扩散到凝固浴内，所以因体积收缩而导致纤维截面变形； 并且由于在其表面形成粗原纤维结构，因而形成凹凸部分。就比表面积的增加或抗体负载 的难易而言，优选这样的细微结构作为本发明所使用的载体结构。本发明使用的丙烯酸纤维取决于原料聚合物的组成、纺丝方法、制备过程中的后 处理条件等而不同。然而，通常可以获得具有适当亲水性和高耐候性的蓬松纤维(bulky fiber)，这是有利的。本发明使用的术语“聚氨酯”是指包含线性合成聚合物的纤维，在所述线性合成聚合物中，单体或基本基质聚合物单元(basic substrate polymer unit)之间的键主要为 氨基甲酸乙酯键。优选地，这样的纤维包含质量百分比为85%或更多的聚氨酯链段。优选 地，这样的聚氨酯为链段聚氨酯的嵌段共聚物，所述链段聚氨酯包含柔软的、分子量为数千 且具有低熔点的软链段，以及刚性的、且具有高粘合性和高熔点的硬链段。对于软链段，可 以使用聚醚，例如聚丙二醇或聚丁二醇。对于硬链段，可以使用由4，4- 二苯甲烷二异氰酸 酯、间二甲苯二异氰酸酯等形成的氨基甲酸乙酯基。聚氨酯的一般特征为高弹性。另外，其 还具有以下特征良好的延展性、在膨胀和收缩时的高回复力、优于橡胶材料的抗降解性、 形成细纤维等，但其特征取决于高分子链的一级结构(例如各链段的分布和化学结构)的 不同以及源于不同纺丝条件而产生的二级结构的不同而变化。因此，当聚氨酯用作本发明 的载体时，可以利用这样的特征。除上述载体之外，还可以使用多种类型的载体，包括疏水性纤维(例如聚烯烃和 聚酯)，其应经过气相表面改性处理(例如氧等离子处理或UV/臭氧处理)、用具有亲水基 团的化合物进行的化学改性处理、或者包括用亲水聚合物进行包覆的亲水表面处理。关于构成载体的纤维的机械及物理性质和尺寸稳定性，在干燥状态下的拉伸弹性 模量优选为25%或更高。本文使用的术语“在干燥状态下的拉伸弹性模量”是指纤维在 20°C下的拉伸试验中的断裂伸长度(degree of elongation at break)，其条件是已将这样 的纤维干燥足够长的时间。通常，在干燥状态下的拉伸弹性模量为10%或更高的纤维优选 用于加工(例如织物成型)。为了在过滤过程或实际使用中防止破损(这样的破损导致过 滤效率降低)，所述拉伸弹性模量优选为25%或更高，更优选为30%或更高，最优选为35% 或更高。构成载体的纤维的公定回潮优选为不低于1.0%至低于7%，更优选为不低于 3. 0%至低于6. 5%，最优选为不低于5. 0%至低于6. 5%。在上述公定回潮的范围内，可以 实现负载抗体的活性表达以及载体在使用环境(特别是湿度)中的机械强度、刚性、尺寸变 化稳定性。此外，由此获得的过滤器可表现出高性能及可靠性。另外，本文使用的术语“回潮”是指公定回潮。术语“公定回潮”是指在20°C以及 相对湿度为65%的环境中长期放置的纤维的回潮。此外，当纤维是还包含不同纤维的混合 纤维时，该术语是指全部混合纤维的公定回潮。优选地，构成载体的纤维的表面具有大小为几十纳米至几微米的细微凹凸部分。 凹凸部分的形状可以是在与纤维方向平行或垂直的方向(即对于纤维轴同轴的方向)上形 成的立体状槽或脊。这样的立体状槽或脊可以以任意比例或密度存在，其条件是这样的槽 或脊和在与其平行的方向、与其垂直的方向、或者这样的平行方向及这样的垂直方向之间 的方向上延伸的线条形成任意角。已知通过用于乙酸纤维素纤维纺丝的已知方法获得的样 品具有可变的菊花状的纤维截面，这是因为在其表面上形成表层(skin layer)，并且由于 溶剂干燥而引起表层的凹陷。在优选实施方案中，这样的凹凸部分用于本发明。上述大小为几十纳米至几微米的细微凹凸部分可以具有孔和/或凸起。优选地， 这样的孔或凸起的平均直径为50nm至Ιμπι。这样的孔和凸起可以通过例如溶液的空化 (cavitation)而形成，或者它们可以在利用其中分散有细微分散体(例如包含其中分散有 硫酸钡颗粒的浆体的混合物)的溶液的方法的纺丝步骤中或者在通过包括酰基水解、表面 氧化处理等(例如利用碱性水溶液使纤维素部分暴露于纤维表面，然后通过酶处理产生微陨坑(microcrater))的方法的后续步骤中形成。本发明的有害物质去除材料所使用的纤维的平均纤维直径优选为50 μ m或更小， 更优选为ΙΟμπι或更小，特别优选为Ιμπι或更小，最优选为IOOnm或更小。本发明的平均 纤维直径是通过测量在用于观察的扫描电镜(SEM)图像中任意选择的300个位点的纤维直 径，并通过计算将结果平均化而获得的。关于本发明所用纤维的制备方法，典型的制备方法例如熔纺、湿纺、干纺和干 湿法纺丝(dry-wet spinning)，以及通过物理过程(例如利用超高压均化器进行强机 械剪切)将纤维细微化的方法，但优选使用干纺或干湿法纺丝来获得产品的稳定质量 (quarity)。对于制备平均纤维直径为IOOnm或更小的均勻纤维，优选采用在"Kakou Gijyutsu (Processing Technology)“ , 2005, Vol. 40,No. 2,p. 101 and p. 167 ； " Polymer International"，1995，Vol. 36，pp. 195—201 ； “ Polymer Preprints" ,2000,Vol. 41(2), p. 1193 ； “ Journal of Macromolecular Science =Physics" ，1997，B36，p. 169 ·中公开 的电坊(electrospinning)法。关于用于纺丝的溶剂，可以使用任何溶剂，只要其溶解合成树脂纤维所用的树脂。 其实例包括氯化物系溶剂，例如二氯甲烷、氯仿和二氯乙烷；酰胺系溶剂，例如二甲基甲 酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮；酮系溶剂，例如丙酮、乙基甲基甲酮、甲基异丙基 甲酮和环己酮；醚系溶剂，例如THF和乙醚；以及醇系溶剂，例如甲醇、乙醇和异丙醇。这些 溶剂既可以单独使用，也可以以其多种的混合物使用。可以向电纺法所用的树脂溶液中加入盐，例如氯化锂、溴化锂、氯化钾和氯化钠。优选地，构成本发明的有害物质去除材料的载体的纤维部分地彼此粘附，以便 于得到形成立体网络的结构。使用这样的结构改善了在加工或实际使用时的机械公差 (mechanical tolerance)，使得所述有害物质去除材料的可靠性得以改善。此外，还可以改 善本发明抗体负载性质。可以通过包括SEM等在内的方法观察纤维之间的粘附。纤维粘附 点(adhesion point)的密度优选为在1平方毫米所述有害物质去除材料的投影表面积上 具有10个或更多个粘附点，优选在其上具有100个或更多个粘附点。关于形成粘附点的方法，可以通过干纺法或熔纺法来形成粘附点。纺丝之后，可以 通过加热或添加粘合剂/增塑溶剂(plasticizing solvent)等进行粘附点成型处理。考 虑到生产成本，优选通过使用适当的溶液配方经干纺法形成粘附点。(2)对抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质在本发明的有害物质去除材料中，对抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲 和物质负载于载体上。抗体是在生物体的免疫机制中起作用的生物聚合物。具有五种哺乳动物抗体，即 IgG、IgE、IgD、IgM*IgA。对应于鸟类卵黄中所含的IgG的抗体被称为IgY。一般而言，上 述抗体具有糖链。本文可以使用任意一种抗体。作为本发明所用的抗体，优选IgG和IgY， 这是因为它们负载于基质上，并且因为它们在血清或卵黄中的浓度高且易于使用。特别优 选 IgG0IgG抗体具有由多于一打彼此相连的单糖组成的链(被称为糖链)。例如在人IgG 中，这样的糖链与天冬氨酸(AsM97)结合，所述Asn297为处于从H链的N端开始第297位 的氨基酸。近年来，对这种糖链的结构或功能的研究已有所进展，因此发现这种糖链对抗体功能的表达起着重要作用。本发明所用的糖链亲和物质优选与IgG的Fc区中的糖链具有 相同的寡糖单元。本发明使用的术语“糖链”是指其中不同种类的糖通过糖苷键彼此结合的一类化 合物。这样的结合糖的数量为2至数万不等。约10个糖的一类被称为寡糖。最简单的糖 链的实例为直链淀粉和纤维素，其中许多α葡萄糖分子彼此线性结合。作为本发明所用的糖链亲和物质，优选这样的糖链，其中包含选自葡萄糖、半乳 糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖胺、和N-乙酰神经氨酸中的至少一 种的单元以链的形式结合。特别优选地，构成糖链末端的N-乙酰葡糖胺和N-乙酰神经氨 酸以及作为侧链的岩藻糖的含量高(这导致高效率和高稳定作用)。相对于抗体质量，本发明的糖链亲和物质的添加量(additive amount)优选为 0. 1质量％至1000质量％，更优选为1质量％至500质量％，最优选为5质量％至200质 量％。当本发明的糖链亲和物质的添加量在上述范围内时，由于在抗体的抗原识别部位的 包覆或者在与抗原反应的过程中产生的位阻，因此本发明的糖链亲和物质并未受到明显的 功能抑制，并因此可以表现出本发明的效果。所述载体的表面优选包覆有所述糖链亲和物质。由所述糖链亲和物质组成的层的 平均厚度优选为5nm至20nm。所述糖链亲和物质不仅使得能够有效利用抗原识别部位，而且还可以表现出诸如 提供亲水部位和抗体蛋白稳定作用的功能。(3)亲水聚合物在本发明中，亲水聚合物和糖链亲和物质可负载于载体上。可用于本发明的亲水 聚合物是指在其结构上具有亲水官能团的聚合物。对这样的亲水官能团的种类并无特别 限定。优选含有选自羟基、氨基、酰氨基、羧酸基和季氨基中的至少一种的聚合物。最优选 具有氨基、酰氨基和季氨的聚合物。具有羟基的聚合物的实例包括聚乙烯醇、聚乙烯-聚乙 烯醇共聚物、聚乙酸乙烯酯(vinyl polyacetate)的部分水解产物以及部分取代的纤维素 衍生物(例如二乙酰基纤维素、乙基纤维素和羧甲基纤维素)。另外，还可以包括天然产物 (例如瓜尔胶、果胶、淀粉、角叉菜胶、葡甘露聚糖或唾液酰乳糖)或其合成产物。在这些实 例中，优选聚乙烯醇。具有氨基的聚合物的实例包括聚乙烯胺和聚氨基己酸甲基丙烯酸酯 (polyaminocaproic acid methacrylate)。另外，还可以包括天然产物(例如壳聚糖)或 合成产物。在这些实例中，优选聚乙烯胺。具有酰氨基的聚合物的实例包括单一聚合物(例如聚丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷 酮)以及由这样的聚合物与(甲基)丙烯酸酯或乙烯基聚合物(例如乙酸乙烯酯)组 成的共聚物。另外，还可以包括天然产物(例如胶原、明胶、丝心蛋白、酪蛋白或角蛋白 (kelatin))或其合成产物。(本发明的酰氨基还可以包括构成肽键的酰氨基)。在这些实 例中，优选聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和明胶。具有聚羧酸基的聚合物的实例包括聚丙烯酸、羧甲基纤维素和聚乳酸。另外，还可 以包括天然产物(例如海藻酸或透明质酸)及其合成产物。在这些实例中，优选聚丙烯酸。 部分或全部羧酸基可以为未离解(imdissociated)状态，或者其可以形成钠盐、钾盐、铵盐寸。还优选使用阳离子聚合物。通过将卤代烷基等加成到烷氨基上来获得季氨盐
9类。衍生出具有季氨基的构成单元的单体的具体实例包括N，N-二甲氨基乙基(甲基)丙 炼酸酉旨甲基氣化季盐产品(N, N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate methyl chloride quaternary product)、N，N_ 二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺甲基氯化季盐产品(N， N-dimethylaminopropyl(meth)acrylamide methyl chloride quaternary product)以 及N，N-二烯丙基甲胺甲基氯化季盐产品(N，N-diallylmethylamine methyl chloride quaternary product) 0阳离子聚合物的其它实例包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚乙烯亚 胺、聚乙烯吡啶季盐以及具有季磷鐺基(quaternary phosphonium group)的聚合物。此 外，这样的阳离子聚合物的其它实例还包括这些化合物的共聚物以及(例如双氰胺与福尔 马林或亚烷基二胺与表氯醇的)缩合产物。此外，还可以使用具有这样的阳离子基团和阴 离子基团(例如羧酸、磺酸或膦酸)的甜菜碱聚合物。本发明所用的亲水聚合物的分子量可以根据其类型、其目的、负载抗体的类型等 而任意确定。通常，这样的亲水聚合物的重均分子量优选为5，000至1，000，000，更优选为 10，000至500，000，最优选为30，000至300，000。本发明的亲水聚合物中的亲水基团的含 量可以根据其类型、其目的、负载抗体的类型等而任意确定。所述含量优选为每个单体单元 中具有0. 1至3个基团，更优选0. 3至1. 5个基团，最优选0. 5至1个基团。用于包覆的聚 合物可以单独使用。除此之外，可以将数种聚合物加以混合，或者可以将其用作与任意给定 单体的共聚物。应当从不仅对抗体也对基质材料的亲和性的角度出发选择本发明的亲水聚 合物，这一事实对本领域技术人员而言是显而易见的。也就是说，优选的亲水聚合物取决于 选择作为基质的产品种类而不同。从这一角度来看，可以将对基质具有高度亲和性的化合 物与前述亲水聚合物以任意比例混合，然后可以使用该混合物。除此之外，可以将对基质具 有高度亲和性的化合物与前述亲水聚合物共聚，然后可以使用该混合物。本发明的糖链亲 和物质与亲水聚合物的混合比例为1 1至1 100，优选为1 1至1 20，最优选为 1 2 至 1 10。(4)抗体本发明的有害物质去除材料所用的抗体为蛋白质，所述蛋白质对特定的有害物质 (抗原)特异性地反应(抗原-抗体反应)，其分子大小为7nm至8nm，并且为Y-形分子形 态。在抗体的Y-形分子结构中，所述抗体的一对分支部分(branch portion)被称为Fab， 而其主干部分(stem portion)被称为Fe，其中Fab捕获有害物质。上述抗体的类型对应于欲捕获的有害物质类型。所述抗体欲捕获的有害物质的 实例包括细菌、真菌、病毒、变应原和支原体。具体而言，所述细菌包括例如作为革兰氏阳 性菌的葡萄球菌Staphylococcus)属(例如金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus) 禾口表皮葡萄球菌(Staphylococcus 印idermidis))、微球菌属(Micrococcus)、炭疽芽孢杆 lif (Bacillus anthracis) > ￠0 ^ifeff lif (Bacillus cereus) ^tt^^ifeff lif (Bacillus subtilis)和痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)；以及作为革兰氏阴性菌的绿 脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、粘质沙雷菌(Serratia marcescens)、洋葱伯霍 尔德杆菌(Burkholderia cepacia)、月市炎链球杆菌(Streptococcus pneumoniae)、嗜月市 军团菌(Legionella pneumophilia)禾口结t亥分枝If菌(Mycobacterium tuberculosis)。 所述真菌包括例如曲霉菌属(Aspergillus)、青霉属(Penicillius)和分枝孢子菌属 (Cladosporium)。所述病毒包括流感病毒、冠状病毒(SARS病毒)、腺病毒和鼻病毒。所述变应原包括花粉、尘螨变应原和猫变应原。具体而言，在本发明中可以优选使用流感抗体，其包括飞沫传染，并成为有害物质 去除过滤器的对象。作为制备这样的流感抗体所用的抗原，可以使用诸如Hmi型病毒抗 原、H3N2型病毒抗原和B型病毒抗原、三联抗原以及源于禽流感病毒H5W的H5重组蛋白质 的抗原。H5重组蛋白质使鸡致死。因此，对于这种蛋白质，不能从鸡蛋中获得抗体。但是， 可以用这种重组蛋白质使鸵鸟免疫。制备上述抗体的方法的实例包括将抗原向动物(例如山羊、马、绵羊和兔子)给 药，并从其血液中提纯多克隆抗体的方法；将已给药抗原的动物的脾细胞与培养的癌细胞 进行细胞融合，并从其培养液中或从已植入融合细胞(fussed cell)的动物的体液(例如 腹水)中提纯单克隆抗体的方法；从已引入抗体产生基因的基因修饰细菌、植物细胞或动 物细胞的培养液中提纯抗体的方法；以及使已给与抗原的鸵鸟或鸡下免疫蛋，并从通过对 所述免疫蛋的卵黄灭菌和喷雾干燥而获得的卵黄粉末中提纯鸵鸟蛋抗体或鸡蛋抗体的方 法。在上述方法中，从鸵鸟蛋或鸡蛋中获得抗体的方法能够容易地大规模生产抗体，降低有 害物质去除材料的成本。本发明的有害物质去除材料所用的抗体优选为从鸵鸟蛋或鸡蛋中产生的抗体。作为从鸵鸟蛋中产生的抗体，可以使用例如在国际公开W02007/(^6689中所记载 的抗体。根据使用鸵鸟蛋的方法，可以容易地制备通过常规方法很难制备的特定蛋白的抗 体。因此，可以无批次差异地制备大量的同源抗体(homogenous antibody)。术语“鸵鸟”用 来指属于鸵形目(Mruthioniformes)的鸟类。其中优选使用属于鸵鸟科(Mruthionidae) 的鸵鸟(Struthio camelus)。可以根据国际公开W02007/(^6689的第
至第
段中记载的方法从鸵鸟蛋中产生抗体。令人期望地，对构成本发明的有害物质去除材料的载体进行抗菌处理(例如包覆 含有抗菌剂的药剂)和/或抗真菌处理(例如包覆含有抗真菌剂的药剂)。所述抗体主要 是蛋白质，尤其所述鸵鸟蛋抗体是食物，并且所述抗体还可以伴有除所述抗体之外的蛋白 质。这些蛋白质可以充当细菌和真菌繁殖的食物。然而，如果对所述载体进行抗菌和/或 抗真菌处理，则这样的细菌和真菌的繁殖得以抑制，使得长期存放成为可能。所述抗菌剂/抗真菌剂包括有机硅季铵盐、有机季铵盐、双胍、多酚、壳聚糖、载 银胶体二氧化娃(silver-support colloidal silica)、载银沸石(zeolite-support silvers)等。关于处理方法，具有将抗菌剂/抗真菌剂浸入或施加到由纤维制成的支撑 物上的后处理方法；以及在合成构成载体的纤维的步骤等中混合抗菌剂/抗真菌剂的原线 (raw thread) / 原棉(raw cotton)改进法。关于将抗体固定到载体上的方法，具有以下方法利用Y-氨丙基-三乙氧基硅烷 等将载体进行硅烷处理后，通过戊二醛等向载体表面引入醛基，以在醛基和抗体之间产生 共价键的方法；将未处理的载体浸入抗体的水溶液中以引起离子键合(ion boding)，由此 将所述抗体固定到载体上的方法；将醛基引入到具有特定官能团的载体上，以在醛基和抗 体之间产生共价键的方法；将具有特定官能团的载体离子键合到抗体上的方法；以及用具 有特定官能团的聚合物包覆载体，随后引入醛基，以在醛基和抗体之间产生共价键的方法。 在本发明中，可以通过向载体上喷雾抗体溶液而简单地将抗体负载于载体上。本发明的有害物质去除材料可用于空气净化器、面罩、擦拭片(wipe sheet)等的过滤器。当本发明的有害物质去除材料用于空气净化器的过滤器时，其可以与下列常规过 滤器以及任意其它常规过滤器联合使用除尘预滤器、除尘过滤器、具有除臭作用的光催化 过滤器、去除其它有害物质的抗菌过滤器和VOC-吸收过滤器。
实施例下文参照实施例及比较例更具体地说明本发明的特点。可以在不脱离本发明的精 神的情况下对以下实施例中所述的材料、其用量、其比例、处理内容、处理操作等进行适当 的修改。因此，本发明的范围不能解释为限于下文所示的具体实施例。[实施例1](载体的制备)将含有乙酸纤维素(总取代度2. 4 ；数均分子量30，000 ；由Aldrich生产)的 丙酮/水(97 3)溶液(25质量％ )加热到60°C，然后以500m/m的吐丝速率(spinning rate)与空气从直径为0. Imm的喷嘴中喷出以形成无纺织物。从而获得膜厚度为85 μ m的 无纺织物N-1。利用加热器将纺丝筒(spinning cylinder)加热到100°C。经SEM测量平 均纤维直径，其实测值为8 μ m。(抗体的制备)将0. 5mL含有灭活流感病毒(100 μ g)的抗原溶液与0. 5mL完全佐剂混合。将所 得的混合物接种到鸵鸟的胸部肌肉上用于首次免疫。对于第二次以及之后的免疫，将0. 5mL 同样的上述抗原溶液与0. 5mL不完全佐剂混合，并在每周将所得的混合物接种到鸵鸟的颈 部肌肉上直至第四周。从这只鸵鸟所下的蛋中仅收集卵黄，然后将其搅拌。将IOmL该卵黄 溶液与 TBS(20mM Tris-HCL(pH 7. 5),0. 15M NaCL，0. 5% NaN)混合，然后向混合物中加入 5mL 10%硫酸葡聚糖/TBS。将由此得到的混合物搅拌30分钟。向反应溶液中加入IOmL IM CaCl2/TBS，然后搅拌所得的混合物。然后将反应溶液静置2小时或更长时间。此后，将 生成物在10，OOOrpm下离心30分钟，然后收集上清液。向上清液中加入硫酸铵直至最终浓 度为40%，然后将混合物静置12小时或更长时间。将生成物在10，OOOrpm下离心，然后收 集沉淀物。将沉淀物再度悬浮于IOmL TBS中，然后将其经TBS透析。(过滤器样品的制备)将岩藻糖α-1，6_Ν-乙酰葡糖胺(fucose α-1，6-N-acetylglucosamine，由 Calbiochem Novabiochem Novagen生产)的水溶液稀释到浓度为lOOppm。随后，将IOOyL 稀释溶液均勻地展开在ΙΟ-cm2无纺织物样品N-I上，然后将其在40°C下鼓风干燥2小时， 以制得基质样品。其后，将ImL包覆溶液均勻地展开在上述ΙΟ-cm2基质样品上，然后将其在室温下 静置1小时，所述包覆溶液是通过用水稀释前述透析溶液使得抗体浓度为IOOppm而制备 的。此后，将生成物在40°C下鼓风干燥2小时，以制得过滤器样品(这种包覆方法被称为 “两步包覆法”)。另一方面，将ImL岩藻糖α-1，6_Ν-乙酰葡糖胺和抗体的混合溶液(将其制备以 使各自的浓度为IOOppm)展开在ΙΟ-cm2无纺织物样品上，然后将其在40°C下鼓风干燥2小 时，以制得过滤器样品(这种包覆方法被称为“一步包覆法”)。
此外，除了用表1所示的样品代替岩藻糖α-1，6_Ν-乙酰葡糖胺以外，用与上述 方法相同的方法制备过滤器样品。而且，还将其上仅负载有抗体的标准品作为比较例进行 评价。作为通过SEM(50，000倍)的表面观察的结果，与未负载的过滤器相比，在所有样品 中均未发现纤维直径、纤维密度、厚度以及孔径分布方面的明显变化(熔融键合(fusion bonding)、聚集(aggregation)等)。因此，可以获得均勻的过滤器样品。(ELISA 测定)将上述各过滤器切割成重量为0. Img至1. Omg(每个标准10个样品)，然后将其 置于由Nunc生产的96孔免疫板上。随后，将BlockAce (由Dainippon Pharma Co.，Ltd. 生产)与PBS(-l)以1 1的比例混合以制得封闭液(blocking solution)，并向前述过 滤器中加入200 μ L封闭液，然后将其在37°C下静置1小时，以进行封闭处理。使用含有 0. 05% TffEEN 20的PBS(-)作为清洗液。此后，在各步骤之间各进行3次清洗操作。随后， 向其中倒入流感疫苗抗原(由Kitazato Institute生产)，然后将其在37°C下静置1小 时。此后，向其中倒入抗流感病毒IgG的HRP酶标抗体(由AbD生产)的20，000倍稀释溶 液(PBS (-))，然后将其在37 °C下静置1小时。此后，向其中倒入3，3 ’，5，5 ’ -四甲基联苯胺 (TMB ；由Sigma生产)，然后将其避光静置15分钟。此后，向其中倒入终止溶液(0. 5mol/L 硫酸)，然后将其搅拌1分钟。抽取100 μ L反应溶液，然后将其置于另一个免疫板上。此后， 用全自动定量绘图酶标仪(由Bio-Rad Laboratories生产)测定在450nm (对照620nm) 下的吸光度。经证实未负载有抗体的样品的显色度明显较低，并且所述封闭处理是适当地 进行的。对样品的每单位重量的色密度进行比较。(注由于抗体和聚合物材料的重量足 够小于基质的重量(达到PPm级)，因此它们可以忽略不计。)(与鸡源抗体的比较)除了用鸡代替鸵鸟作为待免疫动物之外，通过与上述方法相同的方法制备抗体。 使用这种抗体来制备分别对应于R-I和N-Ib的R-2和N-Ic。表 权利要求
1.有害物质去除材料，其由载体组成，所述载体上负载有抗体以及对所述抗体的Fc区 中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质。
2.如权利要求1所述的有害物质去除材料，其中所述抗体为IgG。
3.如权利要求1或2所述的有害物质去除材料，其中所述糖链亲和物质具有与IgG的 Fc区中的糖链寡糖单元相同的寡糖单元。
4.如权利要求1-3中任一项所述的有害物质去除材料，其中所述糖链亲和物质为包含 选自葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、岩藻糖、N-乙酰葡糖胺、N-乙酰半乳糖胺和N-乙酰神经 氨酸中的至少一种的糖链。
5.如权利要求1-4中任一项所述的有害物质去除材料，其中所述载体的表面包覆有所 述糖链亲和物质。
6.如权利要求1-5中任一项所述的有害物质去除材料，其在所述载体上具有亲水聚合 物以及所述糖链亲和物质。
7.如权利要求6所述的有害物质去除材料，其中所述亲水聚合物具有选自羟基、氨基、 酰氨基、羧酸基和季氨基的至少一种官能团。
8.如权利要求1-7中任一项所述的有害物质去除材料，其中包含所述糖链亲和物质的 层的平均厚度为5nm至20nm。
9.如权利要求1-8中任一项所述的有害物质去除材料，其中所述抗体源自于鸵鸟。
10.去除有害物质的方法，其包括利用如权利要求1-9中任一项所述的有害物质去除 材料来去除气相或液相中的有害物质。
全文摘要
本发明的目的是提供有害物质去除材料，其有效地捕获源自于诸如细菌或病毒的微生物的有害物质并迅速地将其灭活，以使它们对人体的影响降至最低；并且其能够通过简单的方法使抗体负载于载体上；并且其具有改善的抗体利用效率。本发明提供有害物质去除材料，其由载体组成，所述载体上负载有抗体以及对所述抗体的Fc区中的糖链具有亲和性的糖链亲和物质。
文档编号B01J20/24GK102112222SQ20098013021
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月31日
发明者岩永宏 申请人:富士胶片株式会社