[0001] 领域
[0002] 本公开涉及控制
流体的生物组成的流体不溶性材料复合物以及制造和使用所述复合物的方法。
[0003] 背景
[0004] 已良好创建用作
蛋白质纯化的色谱
吸附剂的亲和配体-基质缀合物。举例来说，已在
专利文献中公开使用基于苯基的配体来纯化蛋白质，包括纯化所需单克隆
抗体。在色谱介质中用于纯化甲型流感病毒的其它已知亲和配体是融合肽和凝集素。此外，已描述关于使配体与基质核心隔开的研究。
[0005] 用于纯化甲型流感病毒的替代性方法包括例如尺寸排阻和离子交换色谱法。
[0006] 概述
[0007] 本公开提供制造和使用特异性捕集微生物、蛋白质和其它生物物质，并且自流体移除它们的流体不溶性材料复合物的方法。本公开也涉及在某些条件下可控制地释放捕集的生物物质的选项。
[0008] 一些实施方案涉及通过混合含有生物物质的样品与材料复合物，以及使固定的生物物质自所述样品物理分离来固定所述生物物质的方法。生物物质是通过它吸附于材料复合物而被固定。固定的生物物质与样品的其余部分的物理分离可通过如例如依赖于重
力或磁力的倾析和过滤的方法来实现。材料复合物可包括含有羟基、
氨基、巯基或环
氧基的流体不溶性的材料和至少一种结合于所述材料的受体。生物物质可包括例如以下中的任一个：细胞、组织、组织产物、血液、血液产物、蛋白质、
疫苗、
抗原、抗毒素、病毒、微生物、
真菌、
酵母、藻类和/或细菌。固定的生物物质可接着如通过洗脱而从材料复合物提取。在病毒的情况下，提取的生物物质可接着被包括在疫苗
治疗剂中。在蛋白质的情况下，提取的生物物质可接着被包括在疫苗或治疗性治疗剂中。
[0009] 一些实施方案涉及由流体不溶性材料和受体组成的材料复合物。材料可为琼脂糖、砂、织物或其任何组合。流体不溶性材料在它的表面上具有
反应性官能度，包括羟基、氨基、巯基或环氧基官能度材料。受体选自由以下组成的组：单糖和多糖、肝素或其任何组合。在一些实施方案中，组合物可包括在材料与受体之间桥接的连接体。连接体共价结合于材料和受体。连接体可为直链或支链小分子或
聚合物。
[0010] 一些实施方案涉及制造组合物的方法，其包括使受体连接在含有羟基的材料、含有环氧基的材料和含有氨基的材料上。受体可为乳糖。材料可为砂、琼脂糖、聚(甲基
丙烯酸缩
水甘油酯)(PGMA)或PGMA-NH2。
[0012] 附图已被包括在本文中以使本公开的本文所述特征、优势和目标将变得明晰，并且可被详细理解。这些附图形成
说明书的一部分。然而，应注意附图说明适合实施方案，并且不应被视为限制本公开的范围。
[0013] 图1说明三个不同实施方案；直接或通过连接体间接使流体不溶性材料核心与受体复合。
[0014] 图2A和2B说明用于流体消毒的材料复合物。
[0015] 图3说明在亲和色谱法中使用材料复合物来浓缩溶液中的微生物。
[0016] 图4A、4B和4C说明使受体直接连接于材料的实例。
[0017] 图5A、5B和5C说明通过连接体使受体连接于材料的实例。
[0018] 图6说明当使用1,1’-羰基二咪唑时的一般性共价偶联途径。
[0019] 图7说明对PBS缓冲液中重组血凝素与不溶性材料的结合的定量；定量是使用Bradford蛋白质测定，通过测量595nm
波长下的吸光度来进行。
[0020] 图8说明对甲型流感病毒连接于不溶性材料的定量。
[0021] 图9说明在改变甲型流感病毒的初始滴度下，PGMA聚合物的复合物的活性。
[0022] 描述
[0023] 本公开涉及合成和使用特异性捕集生物物质，并且自流体移除它们的流体不溶性材料复合物。本公开也涉及在特定条件下可控制地释放捕集的生物物质的选项。
[0024] 现将描述某些示例性实施方案以提供对本文公开的装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面了解。这些实施方案的一个或多个实例说明于附图中。本领域技术人员将了解本文明确所述以及附图中明确说明的装置和方法是非限制性示例性实施方案，并且本公开的范围仅由
权利要求限定。与一个示例性实施方案关联说明或描述的特征可与其它实施方案的特征组合。所述
修改和变化意图包括在本公开的范围内。
[0025] 本文在上文或下文引用的所有公布、专利和专利
申请都据此以引用的方式整体并入本文。除非内容另外明确规定，否则如本说明书和随附权利要求中所用，单数形式“一”和“所述”包括复数个指示物。本公开中所用的术语遵循由本领域普通技术人员通常接受的标准定义。在可能需要任何进一步解释的情况下，以下已进一步阐明一些术语。
[0026] 如本文所用的术语“生物物质”是指活生物体和它们的产物，包括但不限于细胞、组织、组织产物、血液、血液产物、蛋白质、疫苗、抗原、抗毒素、病毒、微生物、真菌、酵母、藻类、细菌等或其任何组合。生物物质的一个实例可包括微生物，如病原性或非病原性细菌。生物物质的另一实例可包括病毒、病毒产物、病毒模拟实体或其任何组合。在一些实施方案中，生物物质选自由以下组成的组：细胞、组织、组织产物、血液、血液产物、体液、体液产物、蛋白质、疫苗、抗原、抗毒素、生物医药、生物治疗、病毒、微生物、真菌、酵母、藻类、细菌、原核生物、真核生物、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、链球菌属(Streptococcus)、大肠杆菌(E.coli)、绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、分枝杆菌属(mycobacterium)、腺病毒、鼻病毒、
天花病毒、流感病毒、疱疹病毒、人免疫
缺陷病毒(HIV)、狂犬病、切昆贡亚热(chikungunya)、重度急性呼吸综合征(SARS)、脊髓灰质炎、疟疾、登革热(dengue fever)、结核、脑膜炎、伤寒、黄热病(yellow fever)、埃博拉(ebola)、志贺菌属(shingella)、李斯特菌属(listeria)、耶尔森氏菌属(yersinia)、西尼罗病毒(West Nile virus)、原虫、真菌、肠道沙
门氏菌(Salmonella enterica)、白色念珠菌(Candida albicans)、须癣毛癣菌(Trichophyton mentagrophytes)、脊髓灰质炎病毒、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、
肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumonia)、巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis)和甲氧西林抗性金黄色葡萄球菌(MRSA)或其任何组合。
[0027] 在一些实施方案中，流体不溶性材料可与微生物捕集基团(“受体”)复合，所述基团的结构是自天然细胞受体、抗体获得，或仅由描述微生物与可溶性分子的相互作用的可用数据获得。受体可直接连接于材料(图1，模式A)或通过连接体连接于材料(图1，模式B)。为保护主题材料复合物的分子结构的完整性，特别是在需要再循环时，一种使受体、连接体和材料相互连接的方法可通过共价结合来实现。对于其中不需要附加结构
稳定性的某些应用，例如在单次使用材料复合物的情况下，物理结合可替代共价结合。受体通过物理结合捕集微生物来起直接作用。连接体的一个作用在于使受体
定位在离材料的核心一定有效距离处。通过隔开受体与材料的核心，受体可易于接近靶标微生物。连接体的另一作用(特别是在所述连接体是支链时)在于增加受体在材料的表面上的
密度(图1，模式C)。受体的密度增加与捕集较高浓度的微生物的能力增加相关联。
[0028] 材料复合物的三种主要组分的代表性实例是：1)材料：琼脂糖、砂、织物(如
纤维素/
棉花、羊毛、尼龙、聚酯)、金属粒子(包括
纳米粒子)、
磁性粒子(包括纳米粒子)、玻璃、纤维玻璃、
二氧化硅、木材、纤维、塑料、
橡胶、陶瓷、瓷、石料、大理石、
水泥、生物聚合物、天然聚合物和合成聚合物(如PGMA)或其任何组合；2)受体：乳糖(天然和合成)和它的衍生物(如唾液酰基乳糖)、单糖和多糖(天然和合成)、肝素和壳聚糖或其任何组合；以及3)连接体：直链和支链聚合物，如聚(乙二醇)(PEG)和聚(乙烯亚胺)(PEI，各种伯胺:仲胺:叔胺基团比率)(例如多臂支链PEG-胺)、枝化单元和树枝状聚合物(例如超支化双-MPA聚酯-16-羟基)和壳聚糖或其任何组合。各材料复合物可并有材料和受体组分。
然而，并有连接体组分是任选的。
[0029] 适
合金属材料包括但不限于不锈
钢、镍、
钛、钽、
铝、
铜、金、
银、铂、锌、镍钛诺(Nitinol)、因康镍合金(Inconel)、铱、
铁、钨、硅、镁、
锡、合金、含有任何前述各物的涂料、
镀锌钢、热浸渍镀锌钢、
电镀锌钢、
退火热浸渍镀锌钢或其任何组合。
[0030] 适合玻璃材料包括但不限于钠
钙玻璃、锶玻璃、
硼硅酸盐玻璃、钡玻璃、含有镧的玻璃-陶瓷或其任何组合。
[0031] 适合砂材料包括但不限于包含
二氧化硅(例如
石英、熔融石英、结晶二氧化硅、煅制二氧化硅、硅胶和二氧化硅气凝胶)、
碳酸钙(例如霰石)或其任何混合物的砂。砂可包含其它组分，如矿物质(例如
磁铁矿、绿泥石、海绿石、
石膏、橄榄石、石榴石)、金属(例如铁)、壳体、珊瑚、石灰石和
岩石或其任何组合。
[0032] 适合木质材料包括但不限于硬木材和软木材以及自木材、木屑或纤维工程改造的材料(例如
胶合板、定向条板、
层压胶合板木材、复合物、条木材、碎木板、硬质板、中等密度纤维板)。木材的类型包括桤木、桦木、榆木、枫木、柳木、胡桃木、樱桃木、橡木、山胡桃木、白杨木、松木、杉木或其任何组合。
[0033] 适合纤维材料包括但不限于天然纤维(例如源于动物、
植物或矿物质)和合成纤维(例如源于
纤维素、矿物质或聚合物)。适合天然纤维包括棉花、大麻、黄麻、亚麻、苎麻、剑麻、
甘蔗渣、木质纤维、蚕丝、蜘蛛丝、
腱、肠线、羊毛、海丝、羊毛、
马海毛、安哥拉山羊毛(angora)和
石棉或其任何组合。适合合成纤维包括人造丝、莫代尔(modal)和莱塞尔(Lyocell)、金属纤维(例如铜、金、银、镍、铝、铁)、
碳纤维、碳化硅纤维、竹纤维、海藻纤维(seacell)、尼龙、聚酯、聚氯乙烯纤维(例如维荣(vinyon))、聚烯
烃纤维(例如聚乙烯、聚丙烯)、丙烯酸聚酯纤维、芳族聚酰胺、斯潘德克斯(spandex)或其任何组合。
[0034] 适合天然聚合物材料包括但不限于多糖(例如棉花、纤维素)、虫胶、琥珀、羊毛、丝、天然橡胶和生物聚合物(例如蛋白质、细胞外基质组分、
胶原蛋白)或其任何组合。
[0035] 适合合成聚合物材料包括但不限于聚乙烯吡咯烷
酮、丙烯酸系物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈、缩
醛、聚苯醚、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚酯、聚醚、聚酰胺、聚原酸酯、聚酸酐、聚砜、聚醚砜、聚己内酯、聚羟基-丁酸酯戊酸酯、聚内酯、聚氨基
甲酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯以及其共聚物或任何组合。
[0036] 适合橡胶材料包括但不限于硅酮、氟硅酮、腈橡胶、硅酮橡胶、聚异戊二烯、硫
固化橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、异戊二烯-丙烯腈橡胶等或其任何组合。
[0037] 适合陶瓷材料包括但不限于氮化硼、氮化硅、氧化铝、二氧化硅等或其任何组合。
[0038] 适合石料材料包括但不限于
花岗岩、石英、石英岩、石灰石、白
云岩、
砂岩、大理石、皂石、蛇纹石或其任何组合。
[0039] 示例性受体可包括：1)肝素，即一种可模拟见于宿主细胞的膜中的天生糖胺聚糖的带负电荷聚合物。它可以自猪肠粘膜提取，并且被核准为血液抗凝剂的肝素钠形式商购获得。此外，非动物源性合成肝素模拟磺酸聚合物可以与天然肝素类似的方式起作用；2)壳聚糖，即一种可连接于多种微生物和蛋白质的生态友好生物
杀虫剂。它也用作
止血剂以及用于经皮药物递送中；以及3)乳糖，即乳品行业的一种副产物。它是可广泛获得的，并且每年以数百万吨产生。乳糖也可通过缩合/脱水两种糖，即半乳糖和
葡萄糖，包括所有它们的异构体来合成。
[0040] 示例性材料可包括：1)砂，即一种担负得起且可广泛获得的材料。此外，在如
饮用水纯化的已建立技术中，复合的砂可易于替换非复合的砂；2)琼脂糖，特别是，即一种自海草提取的珠粒化多糖聚合物。它们也可广泛获得，并且在色谱法中用于分离生物分子；以及3)PGMA，即一种自甲基丙烯酸缩水甘油酯产生的合成聚合物，其是甲基丙烯酸和通常用于产生环氧基材料的
单体的酯。
[0041] 示例性连接体可包括：1)壳聚糖，参见它作为受体的描述；2)聚(乙二醇)和它的衍生物，其自氧化乙烯产生，具有许多不同化学、生物学、商业和工业用途；以及3)作为相对新型分子的枝化单元和树枝状聚合物。它们是使用少数起始
试剂实现的重复支链化分子。它们通常用于药物递送中以及
传感器中。
[0042] 在一些实施方案中，受体可直接连接于材料(图4)，或通过化学偶联，通过连接体连接于材料(图5)。一种类型的偶联试剂是1,1’-羰基二咪唑(CDI)。偶联试剂也可为N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC)或N-(3-二甲基氨基丙基)-N’-乙基碳二亚胺
盐酸盐(EDC或EDCI)。
[0043] 一示例性偶联试剂是CDI。砂和 中的
碱性质子化末端基团(如羟基(R-OH))和PGMA-二氨基
丁烷中的叔胺基团(R-NH2)易于与CDI反应以形成酯或酰胺连接。
使所得咪唑取代的衍生物与羟基封端的受体反应，从而产生碳酸酯[R-O-C(O)-O-受体]或氨基甲酸酯[R-N(H)-C(O)-O-受体]。也可使所得咪唑取代的衍生物与胺封端的受体反应，从而产生脲衍生物[R-N(H)-C(O)-N(H)-受体](图6)。由于在受体与材料之间形成共价键(直接结合或通过连接体)，所以结合的受体的结构相较于可商购获得的游离受体的结构是不同的。举例来说，如图6中所描绘，受体在与咪唑取代的衍生物反应以形成受体-碳酸酯、受体-氨基甲酸酯或受体-脲衍生物后释放一个氢
原子。
[0044] 如果适当官能团不存在于材料的表面上，那么可通过化学转化来使表面有适合官能团可用。一般来说，化学转化可为
水解、氧化(例如使用柯林斯试剂(Collins reagent)、戴斯-马丁高碘烷(Dess-Martin periodinane)、琼斯试剂(Jones reagent)和高锰酸
钾)、还原(例如使用硼氢化钠或氢化铝锂)、烷基化、去质子化、亲电加成(例如卤化、氢卤化、水合)、氢化、酯化、消除反应(例如脱水)、亲核取代、基团取代或重排反应。如果需要，那么超过一个化学转化(连续或同时)可用于提供适合官能团或一组具有各种身份的异质官能团。或者，可将具有所需官能团的单体接枝于材料。
[0045] 在一些实施方案中，化学转化是水解。通常，水解用水在无机、有机或有机金属强酸(例如无机强酸，如盐酸、
硫酸、
磷酸、
硝酸、
氢碘酸、
氢溴酸、氯酸和高氯酸)或无机、有机或有机金属强碱(例如第I族和第II族氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化镁、氢
氧化钙和氢氧化钡；
氢氧化铵；以及碳酸钠)存在下进行。举例来说，包含酰卤的材料可经受水解以形成
羧酸。
[0046] 在一些实施方案中，化学转化是取代反应，其中一个官能团被另一官能团置换。举例来说，可使包含卤烷基的材料与强碱反应以形成羟基。
[0047] 在一些实施方案中，化学转化是烷基化、氢化或还原。举例来说，可使包含羟基或卤烷基(例如碘烷基或溴烷基)部分的材料与氨反应以形成氨基。也可通过使用硫脲进行S-烷基化来使包含卤烷基部分的材料转
化成巯基。可使包含腈的材料氢化以形成氨基。可使包含酰胺基的材料还原(例如在氢化铝锂存在下)以形成氨基。可使包含甲酰基或酮基的材料还原以形成氨基或羟基。可同时或连续应用多个均质或异质转化。
[0048] 可使用适合
温度(例如室温、回流)、反应时间、
溶剂、催化剂和浓度，通过任何适合方法来形成材料复合物。在一些实施方案中，过量连接体和受体将用于确保材料复合物中存在有效量的受体。
[0049] 在一些实施方案中，在受体、连接体和材料之间的连接可以物理方式加以确保。这是通过以下方式来实现：混合溶解于溶剂中的受体或连接体或其组合与材料，接着使溶剂在空气中或在
真空下
蒸发。
[0050] 受体也可与靶标生物物质，如微生物或病毒可逆地相互作用。可如通过洗脱使生物物质自受体
解吸。如高于生理性的
氯化钠溶液和含乳糖溶液的洗脱剂能够使生物物质自材料复合物解吸。
[0051] 图4和5中描绘的一种常见受体是乳糖。固定的乳糖可用于捕集高滴度的甲型流感病毒。此外，乳糖-PGMA组合也是一示例性材料。
[0052] 材料复合物可用于移除来自流体以及亲和色谱装备中的生物物质。这些材料复合物不应溶解于以上提及的流体中，并且被预期会降低或消除有害化学物质或生物副产物的产生。材料复合物可用于批式装备中(图2A)或流式装备中(图2B)。在批式装备中，添加材料复合物至流体中，接着通过倾析或过滤来分离。在流式装备中，使流体穿过一个或多个含有材料复合物的柱筒进行循环。在流式装备中，柱筒用孔隙度小于材料复合物的尺寸的
过滤器阻塞。所述小孔隙度阻止材料复合物逃脱柱筒。
[0053] 亲和色谱法也可涉及基于使所需生物物质可逆吸附于色谱基质上而从复杂混合物分离和潜在纯化靶标生物物质。当公开的材料复合物用于纯化用于疫苗和治疗药物制造的生物物质，如微生物和蛋白质时，可使含有生物物质的溶液穿过装填于柱筒中的材料复合物(图3)。在预期靶标生物物质会结合材料复合物的同时，预期杂质会穿过柱筒而不结合材料复合物。下一步是使用无杂质洗脱剂自材料复合物洗脱结合的靶标生物物质。视生物物质的滴度以及它对材料复合物的亲和力而定，生物分离、纯化或其组合的过程可通过穿过同一柱筒或穿过连续柱筒进行多次循环来实现。
[0054] 公开的方法和材料复合物可用于许多应用中，包括例如：1)药物：纯化疫苗、蛋白质(包括单克隆抗体(MAb))和其它生物物质；2)诊断：增加样品中靶标生物物质的浓度，从而导致现存和新型诊断工具的灵敏性增加，或包括在结合生物分子后变色的材料，从而允许进行简单使用地点诊断；3)防治：在感染或污染之前捕获生物物质(例如面具、
空气净化器、手套)；4)治疗：血液和它的产品的消毒、体外
透析、肠液的消毒以及控制维持生命的流体的生物组成；以及5)环境：自水和环境中的其它流体(包括空气)移除生物物质。
[0055] 在一些实施方案中，公开的方法和材料复合物可用于疫苗纯化。当前疫苗纯化技术使用膜分离(如
超滤)和色谱分离(如尺寸排阻和离子交换)的组合。尽管总纯度超过约90％，但产率仅为约50％。公开的方法和材料复合物可替代基于尺寸排阻、离子交换色谱法或其组合的分离。如果公开的方法和材料复合物对靶标生物物质显示高选择性，那么有可能的是公开的方法和材料复合物可替代色谱分离以及膜分离两者和其它过滤步骤及其组合。
[0056] 在一些实施方案中，公开的方法和材料复合物可用于水消毒。当前水消毒技术是基于用紫外光照射，使用臭氧，或使用被设计来杀死病毒和细菌的漂白化学物质。不幸的是，紫外光技术和产生臭氧均极其耗能，并且杀死病毒和细菌的化学物质也对人有害。此外，由这些消毒技术产生的许多化学和生物副产物可导致严重
疾病(如癌症)和对神经系统的损害。公开的方法和材料复合物可在相对低成本下并且不诱导所述
副作用下将水消毒。可遵循两种应用方法来将水消毒，即批式和流式装备(图2)。在水消毒应用的情况下，一些示例性受体可为肝素和壳聚糖。
[0057] 在一些实施方案中，公开的方法和材料复合物可用于实现输注血液中的病原体失活。降低输注血液中的感染性实体和控制输注血液中的生物组成而不损害血液
质量是各种技术，特别是先发性病原体失活技术的目标。当前方法包括溶剂
洗涤剂(SD)、
热处理和使用光敏性化学物质。然而，这些技术诱导正常血液组成变化，从而导致输注后副作用。举例来说，
血浆巴斯德杀菌法使
凝结因子变性，SD处理导致止血中关键的α2-抗血纤维蛋白溶酶损失，并且光敏性化学物质具有免疫原性，降低接受者中的血小板计数增量，并且产生化学副产物。此外，在使例如HIV-1失活之后，碱性肽释放HIV-1的Tat(反式活化因子)，并且gp120诱发AIDS相关的病变。公开的方法和材料复合物可导致病原体失活，同时避免所述副作用。一种方法可包括使样品(如病毒血症同种异体血液或它的产品或其组合)与材料复合物混合或穿过所述材料复合物。材料复合物可被装填在柱筒中，即流式装备，或与样品混合，即批式装备。接着，样品和材料复合物的混合物可经
膜过滤器过滤。视病毒滴度和病毒亲和力而定：1)流式装备可包括穿过同一装填的柱筒或穿过连续柱筒进行多次循环；以及2)批式装备可包括连续混合样品与多个新鲜材料复合物床。在使输注血液中的病原体失活的情况下，一种受体可为肝素。
[0058] 在一些实施方案中，公开的方法和材料复合物可用于纯化病毒(如流感疫苗)或病毒模拟粒子。当前用于纯化流感疫苗的材料具有不良选择性但生产廉价，或具有高度选择性但生产昂贵。前一类别的用于疫苗纯化的材料由非选择性化学基材料支配，而后一类别的用于疫苗纯化的材料由高度选择性生物基材料支配。前述非选择性材料导致低产率和低纯度，这是疫苗制造中的两个主要阻碍。包括固定的抗体的后一组材料的主要缺点是：1)
费用；2)在各次再循环之后需要再评定质量；以及3)固定的生物分子随时间降解。公开的材料复合物是能够使选择性匹配于生物基材料的廉价化学基材料。在流感疫苗纯化应用的情况下，一些受体包括乳糖(天然和合成)和它的衍生物。
[0059] 本公开也涉及包括任何一种或多种本文公开的材料复合物和/或用于制备和/或使用它们的试剂的
试剂盒。
[0060] 本公开也涉及包含任何本文公开的组合物的产品。在一些实施方案中，产品选自疫苗、医学装置、诊断设备、
植入物、手套、面具、织物、手术被单、管道、手术仪器、安全用具、织品、服装物品、地板、把手、
墙壁、水槽、淋洒器、盆、梳妆台、家具、墙壁
开关、玩具、运动设备、运动场设备、
购物手推车、工作
台面、器具、
导轨、门、
空气过滤器、空气处理设备、水过滤器、
水处理设备、管、电话、蜂窝电话、远程
控制器、计算机、
鼠标器、
键盘、
触摸屏、皮革、
化妆品、化妆品制备设备、化妆品储存设备、个人护理物品、个人护理物品制备设备、个人护理储存设备、动物护理物品、动物护理物品制备设备、动物护理储存设备、
兽医学设备、粉剂、乳膏剂、凝胶剂、油膏剂、眼部护理物品、眼部护理物品制备设备、眼部护理储存设备、隐形眼镜、隐形眼镜盒、眼镜、珠宝、珠宝制备设备、珠宝储存设备、器皿、盘、杯、容器、物件陈列容器、食物陈列容器、食物
包装、食物加工设备、食物处理设备、食物运输设备、食物储存设备、食物售卖设备、动物房舍、农耕设备、动物食物处理设备、动物食物储存空间、动物食物加工设备、动物食物储存设备、动物食物容器、空中交通工具、陆地交通工具、水中交通工具、水储存空间、水储存设备、水储存容器、水处理设备、水储存设备、水过滤器和空气过滤器或其任何组合。
[0061] 本文所述的方法和材料复合物被设计来捕集完整生物物质，如病毒、微生物和细菌，并且自原始样品物理移除它们。可通过使用能够使捕集的生物物质自材料复合物解吸的释放溶液或洗脱剂(如高于生理性的氯化钠溶液或乳糖溶液)进行洗脱来使捕集的生物物质自材料复合物释放。
[0062] 2013年3月14日提交的美国临时申请序列号61/784,432以引用的方式整体并入本文。
实施例[0063] 实施例1：合成乳糖-砂(图4A)
[0064] 合成遵循这些步骤：当在中等玻璃料过滤器上时，5克细砂用20ml DI水冲洗。接着使它们与10ml pH 8.5(20mM)硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌10分钟。接着添加39mg 1,1’-羰基二咪唑(0.24mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其反应2小时，随后添加190mgβ-D-乳糖(0.55mmol)。使所得混合物在室温下搅拌4天。过滤最终混悬液，并且用去离子(DI)水冲洗固体。保持固体的湿润性。
[0065] 实施例2：合成乳糖- (图4B)
[0066] 合成遵循这些步骤：使5克湿润Sepharose(约5wt％于水中)与10ml pH8.5(20mM)硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌10分钟。接着添加39mg 1,1’-羰基二咪唑(0.24mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其反应2小时，随后添加190mgβ-D-乳糖(0.55mmol)。使所得混合物在室温下搅拌4天。过滤最终混悬液，并且用100ml DI水冲洗固体。保持固体的湿润性。
[0067] 实施例3：合成乳糖-PGMA(图4C)
[0068] 合成遵循这些步骤：在加热下在真空下干燥100ml单颈圆底烧瓶和磁棒。依次添加50ml无水四氢呋喃和1.24g(14mmol)1,4-二氨基丁烷。在搅拌溶液下，添加200mg PGMA(1.4mmol当量的重复单元)。接着使溶液在室温下搅拌10分钟，随后开始使用真空管线就地抽空至冷阱中。使用加热枪温和加热反应烧瓶以确保移除所有挥发性试剂。向所得油样产物中添加50ml DI水，从而导致白色膜样固体沉淀。接着在中等玻璃料上过滤这个固体，并且用300ml DI水冲洗。产量是0.529g PGMA-NH2。高效干燥最终聚合物，并且在低温下储存。
[0069] 使110mg所得中间体PGMA-NH2与10ml pH 8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。接着添加19mg 1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其搅拌1小时，随后添加0.055gβ-D-乳糖。使最终混合物在室温下搅拌2天，随后经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。保持固体的湿润性。
[0070] 实施例4：合成乳糖-[支化]-砂(图5A)
[0071] 合成遵循这些步骤：使5克细砂与20ml DI水一起剧烈搅拌，接着经中等玻璃料过滤。接着使它们与10ml pH 8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。接着添加16mg 1,1’-羰基二咪唑(0.1mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加0.25g超支化双-MPA聚酯-16-羟基(0.1425mmol，2.28mmol当量OH)。在额外2小时之后，添加0.37g(2.28mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加3.9g(11.4mmol)β-D-乳糖。接着添加5ml pH 8.5硼酸盐缓冲液。使最终“几乎澄清”混合物在室温下搅拌2天。最终溶液经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗，从而分离4.8943g砂复合物，其
颜色类似于起始砂的颜色。保持固体的湿润性。
[0072] 实施例5：合成乳糖-[支化]-Sepharose(图5B)
[0073] 合成遵循这些步骤：使1克湿润Sepharose(约5wt％于水中)与10ml pH8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。接着添加32mg 1,1’-羰基二咪唑(0.2mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加0.5g超支化双-MPA聚酯-16-羟基(0.285mmol，4.56mmol当量OH)。在额外2小时之后，
添加0.74g(4.56mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其搅拌2小时，随后添加
7.8g(22.8mmol)β-D-乳糖。再添加5ml pH8.5缓冲液。使最终白色混合物在室温下搅拌
2天。添加50ml DI水至最终稠密白色溶液中以确保溶解所有游离试剂。最终溶液经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。保持固体的湿润性。
[0074] 实施例6：合成乳糖-[支化]-PGMA(图5C,1)
[0075] 合成(包括树枝状聚合物)遵循这些步骤：使100mg PGMA-NH2(0.4mmol当量的重复单元)与50ml pH 8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。接着添加64mg 1,1’-羰基二咪唑(0.4mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其搅拌2小时，随后添加1g超支化双-MPA聚酯-16-羟基(0.57mmol，9.12mmol当量OH)。在额外2小时之后，添加1.48g(9.12mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加15.6g(45.6mmol)β-D-乳糖。使最终白色混合物在室温下搅拌2天。添加50ml DI水至最终稠密白色溶液中以确保溶解所有游离试剂。最终溶液经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。保持固体的湿润性。
[0076] 实施例7：合成乳糖-[支化]-PGMA(图5C,2)
[0077] 合成(包括壳聚糖)遵循这些步骤：通过添加2g酸至400mL水中来制备400ml的含0.5％乙酸的DI水。向这个
酸溶液中添加2g壳聚糖，并且使溶液在室温下搅拌5分钟直至它变为单相。接着，添加200mg PGMA，并且使最终混悬液在室温下搅拌2小时。接着经中等玻璃料过滤最终灰白色混悬液，并且用100ml DI水洗涤固体。将分离的固体再混悬于10ml DI水中。它的pH是约4。添加1滴碳酸钠溶液(通过将500mg Na2CO3溶解于9.5g DI水中来制备5wt％碳酸钠溶液)以使pH增加至约9。过滤目前是碱性的混合物，并且用
50ml DI水冲洗。产量是140mg壳聚糖-PGMA。将100mg这个中间体混悬于10ml pH 8.0硼酸盐缓冲液中。添加0.148g(0.9mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其搅拌2小时，随后添加1.56g(4.5mmol)β-D-乳糖。使最终混合物在室温下搅拌2天。最终溶液经中等玻璃料过滤，用100ml DI水冲洗。
[0078] 实施例8：合成乳糖-[支化]-砂
[0079] 合成将遵循这些步骤：将使5克细砂与20ml DI水一起剧烈搅拌，接着经中等玻璃料过滤。将接着使它们与10ml pH 8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。将接着添加16mg 1,1’-羰基二咪唑(0.1mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加支链聚(乙二醇)(2.28mmol当量OH)。在额外2小时之后，将添加0.37g(2.28mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加3.9g(11.4mmol)β-D-乳糖。将接着添加5ml pH 8.5硼酸盐缓冲液。将使最终混合物在室温下搅拌2天。最终溶液将经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。将保持固体的湿润性。
[0080] 实施例9：合成乳糖-[支化]-Sepharose
[0081] 合成将遵循这些步骤：将使1克湿润Sepharose(约5wt％于水中)与10ml pH8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。将接着添加32mg 1,1’-羰基二咪唑(0.2mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加支链聚(乙二醇)(4.56mmol当量OH)。在额外2小时之后，将添加0.74g(4.56mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其搅拌2小时，随后添加7.8g(22.8mmol)β-D-乳糖。将再添加5ml pH
8.5缓冲液。将使最终混合物在室温下搅拌2天。将添加50ml DI水至最终溶液中以确保溶解所有游离试剂。最终溶液将经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。将保持固体的湿润性。
[0082] 实施例10：合成乳糖-[支化]-PGMA
[0083] 合成(包括支链聚合物)将遵循这些步骤：将使100mg PGMA-NH2(0.4mmol当量的重复单元)与50ml pH 8.520mM硼酸盐缓冲液混合，并且使其在室温下搅拌数分钟。将接着添加64mg1,1’-羰基二咪唑(0.4mmol，MW 162.15)至混悬液中，并且使其搅拌2小时，随后添加支链聚(乙二醇)(9.12mmol当量OH)。在额外2小时之后，将添加1.48g(9.12mmol)1,1’-羰基二咪唑至混悬液中，并且使其再搅拌2小时，随后添加15.6g(45.6mmol)β-D-乳糖。将使最终混合物在室温下搅拌2天。将添加50ml DI水至最终溶液中以确保溶解所有游离试剂。最终溶液将经中等玻璃料过滤，并且用50ml DI水冲洗。将保持固体的湿润性。
[0084] 实施例11：甲型流感病毒
[0085] 因为已知流感病毒的包膜蛋白血凝素(HA)会强烈结合宿主细胞的膜中的天生唾液酸，所以使唾液酰基乳糖共价连接于不溶性载体上将使病毒吸附于这些表面。因此，使用6’-唾液酰基乳糖而非β-D-乳糖作为起始物质，遵循图5C,2制备与PGMA复合的唾液酰基乳糖。其中连接体是壳聚糖。通过重组HA结合测定来监测材料的化学衍生化(通过Bradford测试来定量)(图7)。
[0086] 在甲型流感病毒的PR8病毒株的缓冲(PBS)水溶液中测试PGMA连接的唾液酰基乳糖以及一组对照，其中使用斑
块测定来定量上清液中的病毒滴度。结果揭示PGMA-壳聚糖-乳糖自溶液移除超过98％的病毒(表1和图8)。此外，数据显示病毒吸附于公开的材料复合物遵循线性等温线；吸附的甲型流感病毒相对于材料复合物的相对恒定百分比反映Freundlich等温线，其描述实体在极低表面
覆盖率下吸附于混悬表面上。实际上，log(吸2
附的病毒)与log(初始病毒)之间的线性通过获得R系数＝0.994加以确认(表2和图
9)。
[0087] 表1：甲型流感病毒与不溶性材料连接的定量
[0088]
[0089] PGMA＝聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)，Ch＝壳聚糖，SL＝唾液酰基乳糖，L＝乳糖[0090] 表2：在改变甲型流感病毒的初始滴度下，复合的聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)聚合物的活性
[0091]起始[病毒](pfu/ml) 吸附的[病毒](pfu/mg) 吸附的[病毒]％
1,433,333 142133 99.2
28,333 2791 98.5
863 85 98.8
18000 1100 93.9
[0092] 基于上述实施方案，本领域技术人员将了解本公开的其它特征和优势。因此，本公开将不受限于已特定显示和描述的内容，例外之处是如通过随附权利要求所指示的内容。本文引用的所有出版物和参考文献都以引用的方式整体明确并入本文。
