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DE10035953A1 - Spherical, magnetic silica particles with adjustable particle and pore size and adjustable magnetic content for the purification of nucleic acids and other biomolecules - Google Patents

Spherical, magnetic silica particles with adjustable particle and pore size and adjustable magnetic content for the purification of nucleic acids and other biomolecules

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Publication number
DE10035953A1
DE10035953A1 DE2000135953 DE10035953A DE10035953A1 DE 10035953 A1 DE10035953 A1 DE 10035953A1 DE 2000135953 DE2000135953 DE 2000135953 DE 10035953 A DE10035953 A DE 10035953A DE 10035953 A1 DE10035953 A1 DE 10035953A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
silica particles
particles according
silica
spherical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2000135953
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Fischer
Detlef Mueller-Schulte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE2000135953 priority Critical patent/DE10035953A1/en
Priority to PCT/EP2001/008392 priority patent/WO2002009125A1/en
Priority to AU2001279770A priority patent/AU2001279770A1/en
Publication of DE10035953A1 publication Critical patent/DE10035953A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

The invention relates to a method for producing magnetic SiO2 particles, comprising the following steps: a) alkoxysilanes are dispersed in water, acid-catalytically hydrolyzed and condensed to form an SiO2 hydrosol; b) a magnetic particle-sol mixture is produced by adding magnetic particles, for example usual magnetic particles, magnetic colloids and/or ferrofluids to the SiO2 hydrosol; c) dispersing the magnetic particle-sol mixture in an organic solvent which is immiscible with water; and d) adding a base to the magnetic particle-sol mixture during or after the dispersion in the organic solvent in order to form a gel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Silica-Partikel mit einstellbarer Poren- und Teilchengröße sowie adaptierbarem Magnetgehalt, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Verwendung der Magnetpartikel im Bereich der Nukleinsäure- und Biomolekül- Separation.The present invention relates to magnetic silica particles with adjustable pore and Particle size and adaptable magnetic content, a process for their production and the use of magnetic particles in the area of nucleic acid and biomolecule Separation.

Silicagele verschiedenster Provenienz sind seit langem als Chromatographie Medien bekannt, ihr Einsatz speziell für die Nukleinsäure-Aufreinigung wurde jedoch erst Anfang der 80er Jahre erkannt und in DE 32 11 309 beschrieben. Bei den dort aufgeführten Partikeln handelt es sich um reine Silicagele, die ausschließlich in der Säulenchromatographie Verwendung finden.Silica gels of various origins have long been used as chromatography media Known, however, their use specifically for nucleic acid purification was just beginning recognized in the 80s and described in DE 32 11 309. For the particles listed there are pure silica gels that are used exclusively in column chromatography Find use.

Silanisierte Eisenoxid Partikel für die Immobilisierung von Enzymen sind aus der US-Patent­ schrift 4,152,210 bekannt. Ebenfalls zum Zwecke der Enzyminimmobilisierung sind in der US-Patentschrift 4,343,901 ferromagnetische Partikel, die durch eine Sol-Gel-Technik hergestellt werden, beschrieben.Silanized iron oxide particles for the immobilization of enzymes are from the US patent 4,152,210 known. Also for the purpose of enzyme immobilization are in U.S. Patent 4,343,901 ferromagnetic particles by a sol-gel technique are described.

In der PCT-Anmeldung EP 97/04828 werden 50-1500 nm große monodisperse Magnetpartikel beschrieben, die aus einem SiO2 Kern bestehen, der durch Beschichten mit Eisenoxid magnetische Eigenschaften erhält. Durch anschließende Silanisierung der Eisenoxid-Schicht sind die Teilchen befähigt, Nukleinsäuren zu binden.PCT application EP 97/04828 describes 50-1500 nm large monodisperse magnetic particles which consist of an SiO 2 core which is given magnetic properties by coating with iron oxide. Subsequent silanization of the iron oxide layer enables the particles to bind nucleic acids.

Magnetische Silica-Hybrid-Partikel, bestehend aus einem Polystyrol Kern, auf den Magnetit und anschließend eine Silica-Schicht aufpolymerisiert wird, sind aus PCT/US 95/12988 bekannt. Die Partikel werden für die Antikörper- und Zellseparation eingesetzt.Magnetic silica hybrid particles, consisting of a polystyrene core, on the magnetite and then a silica layer is polymerized on are from PCT / US 95/12988 known. The particles are used for antibody and cell separation.

Mit kolloidalem SiO2 beschichtete Eisenoxid Partikel sind in der US-Patentschrift 4,280,918 offenbart.Iron oxide particles coated with colloidal SiO 2 are disclosed in US Pat. No. 4,280,918.

V. Goetz et al. (Biotechn & Bioengineering, Vol. 37, 614, 1991) beschreiben zur Enzymimmobilisierung befähigte 20-100 µm große magnetische Silicagel-Partikel, die durch elektrostatische Beschichtung von Nickel-Pulvern mit Silica-Solen erzeugt werden. In ähnlicher Weise ist von A. M. Homola und M. R Lorenz (IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 22, 716, 1986) ein elektrostatisches Beschichten von Silica-Partikeln auf Fe2O3 Teilchen für die Herstellung magnetischer Speichermedien beschrieben.V. Goetz et al. (Biotechn & Bioengineering, Vol. 37, 614, 1991) describe 20-100 µm magnetic silica gel particles capable of enzyme immobilization, which are produced by electrostatic coating of nickel powders with silica sols. In a similar way, AM Homola and M. R Lorenz (IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 22, 716, 1986) describe electrostatic coating of silica particles on Fe 2 O 3 particles for the production of magnetic storage media.

Kolloidale Metallpartikel für den Einsatz im Immunoassay werden in der Anmeldung PCT/US 97/03886 beschrieben.Colloidal metal particles for use in immunoassay are included in the application PCT / US 97/03886.

Aus der US-Patentschrift 5,320,944 sind 0,2-3 µm große Magnetpartikel bekannt, die durch Beschichten eines Polymerpartikels mit Eisenoxiden magnetische Eigenschaften erhalten. Durch weitere Beschichtung der Partikel mit Silanen, Nylon oder Polystyrol können anschließend Antikörper für den Einsatz im Immunoassay an die Partikel gekoppelt werden. Die Herstellung eines optischen Sensors in Form von Glas- oder transparenten Polymerträgern, auf denen Edelmetall-Kolloide zur Verbesserung der Effektormolekül­ anbindung für den Einsatz im Immunoassay aufgebracht sind, gehen aus der PCT Anmeldung AT 98/00222 hervor. From US Pat. No. 5,320,944, 0.2-3 μm large magnetic particles are known which pass through Coating a polymer particle with iron oxides obtained magnetic properties. By further coating the particles with silanes, nylon or polystyrene then antibodies are coupled to the particles for use in the immunoassay. The manufacture of an optical sensor in the form of glass or transparent Polymer carriers on which precious metal colloids improve the effector molecule connections for use in immunoassays are derived from the PCT Registration AT 98/00222 forth.  

Die Synthese von Kieselgelen für die Gelpermeationschromatographie, die mittels Cer(IV)- Initiierung mit Vinylmonomeren gepfropft werden, um die unspezifische Proteinadsorption zu unterdrücken, ist aus PCT/EP 94/01378 bekannt.The synthesis of silica gels for gel permeation chromatography using Cer (IV) - Initiation with vinyl monomers are grafted to the nonspecific protein adsorption suppressing is known from PCT / EP 94/01378.

Organosilanisierte kolloidale Silicagel-Partikel als biologische Separationsmedien sind in den US-Patentschriften 4,927,749 und 4,927,750 sowie der PCT Anmeldung US 99/00403 offenbart, wobei die Stabilität der Kolloide und Art und Weise der Silanisierung im Vordergrund stehen.Organosilanized colloidal silica gel particles as biological separation media are in U.S. Patents 4,927,749 and 4,927,750 and PCT application US 99/00403 discloses, the stability of the colloids and the manner of silanization in Stand in the foreground.

Magnetpartikel, die ein magnetisches Kernmaterial enthalten und mit einem anorganischen Oxid beschichtet sind, werden in EP 0343 934 offenbart.Magnetic particles that contain a magnetic core material and an inorganic one Oxide coated are disclosed in EP 0343 934.

Polymerpartikel, die mit einer weiteren, ein magnetisches Material enthaltenden Polymerschicht beschichtet sind, auf der ein dritter zur Interaktion mit Biomolekülen befähigter Polymerüberzug aufgetragen ist, sind in der PCT Anmeldung FR 97/00912 beschrieben.Polymer particles with another containing a magnetic material Polymer layer are coated on a third to interact with biomolecules capable polymer coating is applied, are in PCT application FR 97/00912 described.

10-60 µm große Perlglanzfarbpigmente, die mit Magnetit ummantelt und zur Trennung von biologischen Gemischen vorgesehen sind, gehen aus der PCT Anmeldung DE 97/01300 hervor.Pearlescent color pigments of 10-60 µm in size, coated with magnetite and for separating biological mixtures are provided, go from PCT application DE 97/01300 out.

Magnetische Hybridpartikel, die aus einem Polymerkern bestehen, die zunächst mit einem Ferrofluid beschichtet und anschließend mit einem funktionellen Polyacrylat beschichtet werden, sind Gegenstand der US-Patentschrift 5,648,124;Magnetic hybrid particles that consist of a polymer core, initially with a Coated ferrofluid and then coated with a functional polyacrylate are the subject of US Pat. No. 5,648,124;

Die aus dem Stand der Technik bekannten Partikel weisen in bezug auf die Abtrennung von Nukleinsäuren einige Nachteile auf zum einen sind eine Reihe von Trägermedien nicht magnetisch (US 4,927,750; DE 32 11 309; PCT/US 99/00403; PCT/EP 94/01378), so daß eine rasche Abtrennung der Partikel, wie heute bei Routineanalysen gefordert, nicht möglich ist, d. h., man ist auf säulenchromatographische Verfahren angewiesen, zum anderen weisen Magnetpartikel auf Silica- oder Polystyrol-Basis, die mit einem magnetischen Oxid beschichtet sind, eine hohe spezifische Dichte auf (PCT/EP 97/04828, US 4,152,210, EP 3211309, 5,320,944). Daraus resultiert eine unzureichende Dispergierbarkeit, die zum schnellen Absetzen der Teilchen führt. Der Einsatz dieser Teilchen in einem Immuno- oder Nukleinsäureassays, der vorwiegend in Suspension durchgeführt wird, ist dadurch nachhaltig beeinträchtigt, man ist daher auf eine zusätzliche mechanische Durchmischung angewiesen. Der entscheidende Nachteil der beschichteten Partikel besteht jedoch darin, daß die Metalloxide sowohl als Kernmaterial als auch als Beschichtungsmaterial trotz der anschließenden Silanisierung direkt mit der Analysenlösung in Kontakt kommen können. Dies stellt ein gravierendes Problem bei der Nukleinsäure-Analytik z. B. im Rahmen der Polymerase-Ketten-Reaktion ("PCR") dar, da die bei der PCR benutzten Polymerasen im Kontakt mit Eisenverbindungen desaktiviert werden können. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Magnetpartikeln sind darüber hinaus keine besonderen verfahrenstechnischen Maßnahmen angegeben, die zu einer gezielten Porengrößeneinstellung führen, ein Parameter, der entscheidenden Einfluß auf die Effizienz der Nukleinsäureaufreinigung hat. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung der Magnetpartikel sind grundsätzlich sehr aufwendig und bedürfen eines mehrstündigen Herstellungsprozesses.The particles known from the prior art have in relation to the separation of Some disadvantages of nucleic acids on the one hand are not a number of carrier media magnetic (US 4,927,750; DE 32 11 309; PCT / US 99/00403; PCT / EP 94/01378), so that a rapid separation of the particles, as required today in routine analyzes, is not possible is, d. that is, one relies on column chromatography methods, on the other hand point Magnetic particles based on silica or polystyrene with a magnetic oxide are coated, a high specific density (PCT / EP 97/04828, US 4,152,210, EP 3211309, 5,320,944). This results in insufficient dispersibility, which leads to leads to rapid settling of the particles. The use of these particles in an immunological or Nucleic acid assays, which are mainly carried out in suspension, are therefore sustainable impaired, one is therefore dependent on additional mechanical mixing. The decisive disadvantage of the coated particles is, however, that the Metal oxides both as a core material and as a coating material despite the subsequent silanization can come into direct contact with the analysis solution. This poses a serious problem in nucleic acid analysis e.g. B. in the context of Polymerase chain reaction ("PCR"), since the polymerases used in the PCR in Contact with iron compounds can be deactivated. In the from the state of the Magnetic particles known in the art are also not special procedural measures specified that lead to a targeted Pore size adjustment, a parameter that has a critical impact on efficiency who has nucleic acid purification. The methods known from the prior art for The production of the magnetic particles is fundamentally very complex and requires one manufacturing process lasting several hours.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Nachteile der bekannten Silica- Separationsmedien zu umgehen und Verfahren zur Herstellung magnetischer Partikel auf Silica-Basis zu ermöglichen, die die bisherigen arbeits- und zeitaufwendigen Beschichtungstechniken gänzlich umgehen und dazu in der Lage sind, Teilchen- und Porengrößen sowie den Magnetanteil in gezielter Weise so einzustellen, daß die Trennmedien effizienter für die Biomolekül- oder Nukleinsäureisolierung eingesetzt werden können. The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the known silica Bypass separation media and process for making magnetic particles To enable silica base that the previous labor and time consuming Bypass coating techniques entirely and are able to particle and Adjust pore sizes and the magnetic portion in a targeted manner so that the Separation media can be used more efficiently for biomolecule or nucleic acid isolation can.  

Ausgangspunkt der Erfindung sind Präpolymere in Form von Silica-Hydrosolen, die mit magnetischen Kolloiden oder Magnetpartikeln vermischt werden und anschließend in heterogener Phase zu sphärischen Polymerpartikeln polykondensiert werden.The starting point of the invention are prepolymers in the form of silica hydrosols magnetic colloids or magnetic particles are mixed and then in heterogeneous phase can be polycondensed to spherical polymer particles.

Die Herstellung der Silica-Sole geschieht nach den bekannten Sol-Gel-Verfahren durch Hydrolyse von Alkoxysilanen mit Hilfe verdünnter Mineralsäuren oder Säuren auf organischer Basis. Als Mineralsäuren kommen Salzsäure oder Carbonsäuren wie Essigsäure, Ameisensäure oder Propionsäure zum Einsatz.The silica brine is produced by the known sol-gel processes Hydrolysis of alkoxysilanes using dilute mineral acids or acids organic basis. The mineral acids are hydrochloric acid or carboxylic acids such as acetic acid, Formic acid or propionic acid are used.

Zur Gewinnung der Silica-Sole werden die Alkoxysilane in Wasser dispergiert und durch Säurezugabe hydrolysiert. Als Alkoxysilane können Kieselsäureorthoester aliphatischer Alkohole eingesetzt werden, wobei bevorzugt Methyl-, Äthyl- oder Propylester einzeln oder als Mischungen zum Einsatz kommen. In der Folge findet eine Kondensation zu niederpolymeren SiO2-Hydrosolen statt, die nach und nach durch weitere Polykondensation zu mehr oder weniger viskosen Solen bzw. Gelen führen. Dieser Sol-Gel-Prozeß wird in der Regel bei tieferen Temperaturen, vorzugsweise unter Eiskühlung, durchgeführt. Um die heterogene Silan-Wasser-Phase besser zu durchmischen, wird die Reaktion in einem Ultraschallbad oder unter Zuhilfenahme einer Ultraschallsonotrode durchgeführt. Je nach Zusammensetzung reichen Beschallungszeiten von 5 bis 30 Minuten aus, wobei die Beschallungszeiten allgemein mit zunehmender Säurekonzentration abnehmen. Die vorzugsweise eingesetzten Mineralsäuren weisen durchweg eine Konzentration von 0,02 bis 1 Mol/Liter auf, wobei der Volumenanteil der Säuren im Ansatz 15-35%, vorzugsweise 20-28%, beträgt. Die Monocarbonsäuren werden als reine Säuren eingesetzt; ihr Volumenanteil beträgt 15-30%.To obtain the silica brine, the alkoxysilanes are dispersed in water and hydrolyzed by adding acid. Silicic acid orthoesters of aliphatic alcohols can be used as alkoxysilanes, preferably methyl, ethyl or propyl esters being used individually or as mixtures. As a result, condensation to low-polymer SiO 2 hydrosols takes place, which gradually lead to more or less viscous sols or gels through further polycondensation. This sol-gel process is usually carried out at lower temperatures, preferably with ice cooling. In order to better mix the heterogeneous silane-water phase, the reaction is carried out in an ultrasonic bath or with the aid of an ultrasonic sonotrode. Depending on the composition, sonication times of 5 to 30 minutes are sufficient, the sonication times generally decreasing with increasing acid concentration. The mineral acids which are preferably used consistently have a concentration of 0.02 to 1 mol / liter, the volume fraction of the acids in the batch being 15-35%, preferably 20-28%. The monocarboxylic acids are used as pure acids; their volume share is 15-30%.

Die Stöchiometrie des Gels wird entscheidend von der Art und Weise der Hydrolyse und Polykondensation bestimmt. So führt die Säurekatalyse im allgemeinen zu höheren Hydrolyseraten unter verlangsamter Polykondensation, während umgekehrt die Zugabe von Basen die Polykondensation fördert.The stoichiometry of the gel will depend on the type of hydrolysis and Polycondensation determined. Acid catalysis generally leads to higher ones Hydrolysis rates with slowed polycondensation, while conversely the addition of Bases that promote polycondensation.

Wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist, wird die Spezifität der Nukleinsäure- Aufreinigung entscheidend durch die Porenstruktur bestimmt, derart, daß Nukleinsäuremoleküle mit einer Molmasse <50 kDa vorzugsweise auf Separationsträgern mit einer Porengröße von <30 nm aufgetrennt werden, während für Nukleinsäuren <50 kDa Träger mit einer Porenweite von 5-30 nm besonders geeignet sind.As is generally known from the prior art, the specificity of the nucleic acid Purification decisively determined by the pore structure, such that Nucleic acid molecules with a molecular weight <50 kDa, preferably on separation supports are separated with a pore size of <30 nm, while for nucleic acids <50 kDa Carriers with a pore size of 5-30 nm are particularly suitable.

Beide zum Sol führenden Reaktionsmechanismen Hydrolyse und Polykondensation können dazu benutzt werden, die Porenstruktur der Gele gezielt zu verändern bzw. einzustellen. Dies läßt sich konkret dadurch erreichen, daß die Sol-Phase in Gegenwart einer definierten Säurekonzentration hergestellt wird. Unter sonst gleichen Testbedingungen führen Säurekonzentrationen von <0,15 Mol/Liter in der Regel zu Porenweiten von <30 nm, wohingegen eine Verringerung der Säurekonzentration auf <0,15 Mol/Liter mit einer Reduktion der Porengröße unterhalb 30 nm einhergeht. Die erwähnten Parametereinstellungen sind grundsätzlich mit den jeweiligen Bedingungen der nachfolgenden basenkatalysierten Polykondensation verknüpft. So lassen sich in der Regel die oben aufgeführten Porendimensionen durchweg unter Zugabe einer 1-3%igen Ammoniak-Lösungen realisieren. Die Verwendung höherkonzentrierter Basen (6-25%) führt demgegenüber unter sonst gleichen Säurekonzentrationsverhältnissen zu Porendurchmessern von <30 nm.Both hydrolysis and polycondensation reaction mechanisms leading to the sol can are used to specifically change or adjust the pore structure of the gels. This can be achieved concretely in that the sol phase in the presence of a defined Acid concentration is produced. Run under otherwise identical test conditions Acid concentrations of <0.15 mol / liter generally to pore sizes of <30 nm, whereas a decrease in the acid concentration to <0.15 mol / liter with a Reduction in pore size below 30 nm goes hand in hand. The mentioned Parameter settings are fundamentally with the respective conditions of the linked base-catalyzed polycondensation. So usually the above-mentioned pore dimensions consistently with the addition of a 1-3% Realize ammonia solutions. The use of more concentrated bases (6-25%) leads in contrast, under otherwise identical acid concentration ratios to pore diameters of <30 nm.

Neben der Hydrolyse und Polykondensation als strukturbestimmende Faktoren, konnte überraschenderweise auch gezeigt werden, daß unter Nutzung beider Reaktionsmechanismen die Viskosität der Sol-Phase zur Einstellung der Teilchengrößen herangezogen werden kann. Die Viskosität der Sole leitet sich unmittelbar aus der spezifischen Reaktionsweise der Sol- Gel-Bildung während des Alterungsprozesses ab. Im Verlaufe dieses Prozesses tritt unter Ausbildung von Oxo-Brücken Wasser und Alkohol aus dem Sol aus, der von einer parallelen Viskositätserhöhung begleitet ist. Dieser Anstieg der Viskosität führt unter sonst gleichen Verfahrensbedingungen (Rührgeschwindigkeit, chemische Zusammensetzung) zu einer Partikelvergrößerung. So werden allgemein Teilchen mit einer Größe von <100 µm vorwiegend bei einer Viskosität des Sols von <40 cp und Teilchen <200 µm aus Solen mit einer Viskositäten von <40 cp gebildet.In addition to hydrolysis and polycondensation as structure-determining factors, Surprisingly, it can also be shown that using both reaction mechanisms the viscosity of the sol phase can be used to adjust the particle sizes.  The viscosity of the brine is derived directly from the specific reaction of the brine Gel formation stops during the aging process. In the course of this process occurs Formation of oxo bridges water and alcohol from the sol from a parallel Viscosity increase is accompanied. This increase in viscosity results in otherwise the same Process conditions (stirring speed, chemical composition) to a Particle enlargement. In general, particles with a size of <100 µm predominantly with a sol viscosity of <40 cp and particles <200 µm from sols with a viscosity of <40 cp.

Durch die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Silan-Ansatzes werden nicht nur die morphologischen Anforderungen an die Separationsmedien erfüllt, es werden auch überraschenderweise die Voraussetzungen für die Herstellung sphärischer magnetischer Silica-Partikel geschaffen. Diese sind:
The composition of the silane approach according to the invention not only meets the morphological requirements for the separation media, it also surprisingly creates the conditions for the production of spherical magnetic silica particles. These are:

  • a) Mischbarkeit der Sole mit wäßrigen Magnetkolloiden oder Magnetpartikel-Suspensionena) Miscibility of the brine with aqueous magnetic colloids or magnetic particle suspensions
  • b) Ausbildung definierter Polymertröpfchen beim Dispergieren in geeigneten organischen Lösungsmitteln.b) formation of defined polymer droplets when dispersed in suitable organic Solvents.

Sobald im ersten Herstellungsschritt die Silan-Suspension durch Hydrolyse homogenisiert ist, kann das Sol für die weitere Partikel-Herstellung verwendet werden. Ein sofortiger Einsatz der Sole ist jedoch nicht unbedingt notwendig, da die Sole, je nach Säurekonzentration und Sol-Ansatz, über mehrere Tage hinweg eine fluide Konsistenz beibehalten und sich noch nach Tagen verarbeiten lassen.As soon as the silane suspension is homogenized by hydrolysis in the first production step the sol can be used for further particle production. An instant one However, use of the brine is not absolutely necessary, since the brine, depending on Acid concentration and sol approach, a fluid consistency over several days maintained and can still be processed after days.

Im zweiten Verfahrensschritt erfolgt die Zumischung eines magnetischen Kolloids oder Ferrofluids zu dem Sol. "Kolloide" bzw. "Ferrofluide" umfassen definitionsgemäß alle magnetischen Nanopartikel, die entweder unter oder ohne Zugabe eines Stabilisators, Tensids oder Emulgators eine stabile wäßrig-kolloidale Dispersion bilden.In the second process step, a magnetic colloid or is added Ferrofluids to the sol. By definition, "colloids" or "ferrofluids" include all magnetic nanoparticles, either with or without the addition of a stabilizer, Surfactants or emulsifiers form a stable aqueous colloidal dispersion.

Als magnetische Nanopartikel kommen Magnetit sowie Übergangsmetalloxide, Ferrite oder sonstige nanopartikulären Verbindungen in Frage, die entweder ferro-, fern- oder superparamagnetischer Natur sind. Die Herstellung solcher Kolloide bzw. Ferrofluide sind mannigfaltig beschrieben in: US 4,628,037; Br. 1 439 031; EP 0275 285; US 3,917,538; US 4,827,945; US 4,329,241.Magnetic and transition metal oxides, ferrites or come as magnetic nanoparticles other nanoparticulate compounds in question, which are either ferro, long distance or are superparamagnetic in nature. The production of such colloids or ferrofluids are variously described in: US 4,628,037; Br. 1,439,031; EP 0275 285; US 3,917,538; US 4,827,945; US 4,329,241.

Hauptkriterium für die Auswahl geeigneter Kolloide bzw. Ferrofluide stellt ihre Kompatibilität mit dem Silica-Sol dar, d. h., das Kolloid darf im Kontakt mit der Sol-Phase nicht ausflocken oder agglomerieren. Ferrofluide, die eine homogene Dispersion mit den Solen eingehen, sind solche, die entweder geladene Tenside z. B. in Form aromatischer oder aliphatische Sulfonsäurederivate oder aliphatische Carbonsäuren enthalten. Solche Fluide sind auch kommerziell erhältlich.The main criterion for the selection of suitable colloids or ferrofluids is their Compatibility with the silica sol, i. that is, the colloid may be in contact with the sol phase do not flocculate or agglomerate. Ferrofluids, which are a homogeneous dispersion with the Soles are those that either loaded surfactants z. B. in the form of aromatic or contain aliphatic sulfonic acid derivatives or aliphatic carboxylic acids. Such fluids are also commercially available.

Alternativ lassen sich auch magnetische Kolloide ohne Zusatz von Tensiden, Emulgatoren oder sonstigen oberflächenaktiven Substanzen herstellen. Dazu werden die bekannten Fällungsverfahren aus Eisen(II)- und Eisen (III)-Salzlösungen, wie u. a. von Khalafalla und Reimers (Br. Patent. 1 439 031), Shinkai et al. (Biocatalysis, Vol. 5, 61, 1991) oder Kondo et. al. (Appl. Microbiol. Biotechn., Vol. 41, 99, 1994) beschrieben, verwendet. Entscheidend bei der Synthese dieser Kolloide ist die sorgfältige Entfernung der Fremdionen entweder mittels der Magnetopherese oder durch Dialyse. Bei der Magnetopherese wird das Rohprodukt durch eine mit Stahlwolle dichtgepackte chromatographische Säule (bevorzugter Durchmesser 0,4-10 mm), die sich zwischen den Polen eines starken Permanent- oder Elektromagneten befindet, hindurch geleitet. Aufgrund des dadurch erzeugten Hochgradientenmagnetfeldes läuft die überschüssige Salzlösung durch die Säule ungehindert durch, während das Kolloid bzw. Ferrofluid retendiert wird. Durch mehrmaliges Waschen des retendierten Kolloids können restliche Salze weitgehend entfernt werden. Nach Herausnahme der Säule aus dem Magnetfeld bzw. Abschalten des Magnetfeldes kann das Kolloid dann durch einfache Elution wiedergewonnen werden.Alternatively, magnetic colloids can also be used without the addition of surfactants or emulsifiers or other surface-active substances. For this, the well-known Precipitation process from iron (II) and iron (III) salt solutions, such as u. a. by Khalafalla and Reimers (Br. Patent. 1,439,031), Shinkai et al. (Biocatalysis, Vol. 5, 61, 1991) or Kondo et. al. (Appl. Microbiol. Biotechn., Vol. 41, 99, 1994). Crucial to The synthesis of these colloids is by either carefully removing the foreign ions Magnetopheresis or dialysis. The raw product is used in magnetopheresis through a chromatographic column packed with steel wool (more preferred Diameter 0.4-10 mm), which is between the poles of a strong permanent or Electromagnet is located, passed through. Because of the generated High gradient magnetic field, the excess salt solution runs through the column unhindered through while the colloid or ferrofluid is retained. By washing it several times of the retained colloid, residual salts can largely be removed. To  Removing the column from the magnetic field or switching off the magnetic field can do that Colloid can then be recovered by simple elution.

Außer der Verwendung der obigen Kolloide bzw. Ferrofluide sind grundsätzlich auch solche Magnetpartikel zur Einkapselung verwendbar, die über eine feste Polymerhülle z. B. in Form von Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Dextran, Polyacrolein, Polystyrol, Albumin oder Alginat verfügen. Solche Magnetpartikel, die im allgemeinen eine Teilchengröße von 0,05 bis 3 µm aufweisen und im Bereich der Biomolekül-Aufreinigung eingesetzt werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt: PCT/EP96/02398; 3. Appl. Polymer Sci., Vol. 50, 765, 1993; Anal. Biochem., Vol. 128, 342, 1983; US 4,654,267; J. Cell Sci., Vol. 56, 157, 1982; Proc. Natl. Acad. Sci., Vol. 78, 579, 1981; DE 35 08 000. Magnetpartikel dieser Art werden auch kommerziell u. a. unter der Bezeichnung Dynabeads, BioMag, Estapor, M-PVA, AGOWA, BioBeads oder SPHERO angeboten, wobei es sich z. T. um eingetragene Warenzeichen handelt.In addition to the use of the above colloids or ferrofluids, there are basically also such Magnetic particles can be used for encapsulation, which, for. B. in the form of polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, dextran, polyacrolein, polystyrene, albumin or Alginate. Such magnetic particles, which generally have a particle size of 0.05 have up to 3 µm and are used in the field of biomolecule purification known from the prior art: PCT / EP96 / 02398; 3. Appl. Polymer Sci., Vol. 50, 765, 1993; Anal. Biochem., Vol. 128, 342, 1983; US 4,654,267; J. Cell Sci., Vol. 56, 157, 1982; Proc. Natl. Acad. Sci., Vol. 78, 579, 1981; DE 35 08 000. Magnetic particles of this type are also commercially u. a. under the name Dynabeads, BioMag, Estapor, M-PVA, AGOWA, BioBeads or SPHERO are offered. T. to registered Trademarks.

Diese Magnetpartikel werden in analoger Weise wie die Kolloide bzw. Ferrofluide zur Herstellung der erfindungsgemäßen Silica Partikel eingesetzt.These magnetic particles are used in a similar way to the colloids or ferrofluids Production of the silica particles according to the invention used.

Die Magnet-Kolloid-Sol-Mischung wird im nachfolgenden Schritt in einem organischen Lösungsmittel unter Rühren dispergiert. Als Dispergiermittel sind solche Lösungsmittel geeignet, die mit Wasser nicht-mischbar sind und entweder Emulsionen oder Dispersionen bilden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß vor allem solche organischen Lösungsmittel zu einer stabilen Dispersion führen, die einen Verteilungskoeffizienten von <2 aufweisen. Gemäß C. Laane et al. (in "Biocatalysis in Organic Media", Laane et al. Hrsg., Elsevier, Amsterdam, pp 65, 1987) wird damit der Logarithmus des Verteilungskoeffizienten in einem Standard Octanol-Wasser-Zweiphasensystem definiert. Lösemittel, die diese Eigenschaften erfüllen, sind z. B. Chloroform, Trichlorethylen, 1.1.1- Trichloräthan, Hexan, Petroläther, Toluol; Tetrachlorkohlenstoff, Heptan, Octan. Auch Mischungen der obigen Lösungsmittel, die eine Dichte von ca. 1 g/cm3 aufweisen, eignen sich gut zum Dispergieren.The magnetic-colloid-sol mixture is dispersed in an organic solvent with stirring in the subsequent step. Suitable dispersants are solvents which are immiscible with water and which form either emulsions or dispersions. It has surprisingly been found that organic solvents in particular lead to a stable dispersion which have a distribution coefficient of <2. According to C. Laane et al. (in "Biocatalysis in Organic Media", Laane et al. Ed., Elsevier, Amsterdam, pp 65, 1987) the logarithm of the distribution coefficient is defined in a standard octanol-water two-phase system. Solvents that meet these properties are e.g. B. chloroform, trichlorethylene, 1.1.1-trichloroethane, hexane, petroleum ether, toluene; Carbon tetrachloride, heptane, octane. Mixtures of the above solvents, which have a density of approximately 1 g / cm 3 , are also suitable for dispersing.

Die Herstellung der Magnetpartikel ist grundsätzlich mit den oben angegebenen reinen Lösungsmitteln möglich. In bezug auf eine engere Größenverteilung der Partikel und auf ein besseres Dispergierverhalten konnte überraschenderweise gezeigt werden, daß der organischen Phase ein oder zwei Emulgatoren bzw. Tenside zugesetzt werden können. Zusätze dieser Art sind z. B.: Polyglycerinester, Polyäthylenglykol-Castoröl-Derivate, Polyoxyäthylen-Sorbitan-Fettsäureester, Alkylphenylpolyäthylenglykol-Derivate, Blockcopolymere aus Rizinusöl-Derivaten, Propylenoxid-Äthylenoxid-Blockcopolymere, modifizierte Polyester, Polyäthylenglykol-Ätherderivate, Polyoxypropylen-Äthylendiamin- Blockcopolymere Sorbitan-Fettsäureester, Polyäthylenglykole, Polyoxyäthylen-, Polyoxyäthylen-Alkohol-Derivate, Polyhydroxyfettsäure-Polyäthylenglykol- Blockcopolymere, Substanzen dieser Art sind im Handel u. a. unter der Handelsbezeichnung: Hypermer®, Renex®, Estol®, Pluronic®, Eumulgin®, Tetronic®, Triton®, Brij®, Lameform®, Pripol®, Arlacel®, Prisorine®, Span®, Tween®, Dehymuls® oder Synperonic® bekannt.The production of the magnetic particles is basically with the pure ones specified above Solvents possible. With regard to a narrower size distribution of the particles and a better dispersion behavior could surprisingly be shown that the organic phase one or two emulsifiers or surfactants can be added. Additives of this type are e.g. E.g .: polyglycerol esters, polyethylene glycol castor oil derivatives, Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, alkylphenylpolyethylene glycol derivatives, Block copolymers from castor oil derivatives, propylene oxide-ethylene oxide block copolymers, modified polyesters, polyethylene glycol ether derivatives, polyoxypropylene ethylene diamine Block copolymers sorbitan fatty acid esters, polyethylene glycols, polyoxyethylene, Polyoxyethylene alcohol derivatives, polyhydroxy fatty acid polyethylene glycol Block copolymers, substances of this type are commercially available u. a. under the Trade name: Hypermer®, Renex®, Estol®, Pluronic®, Eumulgin®, Tetronic®, Triton®, Brij®, Lameform®, Pripol®, Arlacel®, Prisorine®, Span®, Tween®, Dehymuls® or Synperonic® known.

Die für die Herstellung der Magnetpartikel relevanten Emulgatorkonzentrationen liegen zwischen 0,1 und 15%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 6 Vol- bzw. Gew.-%.The emulsifier concentrations relevant for the production of the magnetic particles lie between 0.1 and 15%, preferably between 0.5 and 6% by volume or weight.

Zum Dispergieren lassen sich zwar grundsätzlich auch herkömmliche Pflanzenöle sowie Mischungen von Pflanzenölen mit den organischen Lösungsmitteln verwenden, es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung organischer Lösungsmittel gegenüber den Ölen einige Vorteile aufweisen. Diese liegen in der niedrigen Viskosität der organischen Verbindungen gegenüber dem Öl begründet. Die niedrige Viskosität ermöglicht die Abtrennung der synthetisierten Magnetpartikel aus dem Reaktionsgemisch innerhalb weniger Sekunden mit Hilfe eines handelsüblichen Handmagneten. Dieser Abtrennschritt erfordert bei der Verwendung von Pflanzenölen dagegen bis zu einigen Stunden, gefolgt von umfangreichen Waschprozessen mit organischen Lösungsmitteln, die notwendig sind, um das Restöl von den Magnetpartikel zu entfernen. Beim vorliegenden Verfahren dagegen können die verwendeten Lösemittel in einfacher Weise durch Redestillation wiedergewonnen werden. Die Volumenverhältnisse organische Phase zu Hydrosol betragen in der Regel 8 : 1 bis 30 : 1 sowie 2 : 1 bis 4 : 1 in bezug auf das Volumenverhältnis Sol zu Magnet Kolloid. Der Gewichtsanteil des magnetischen Festkörpers im Sol-Ansatz liegt zwischen 10-55%. Die Möglichkeit der einfachen und gezielten Einstellung des Magnetanteils durch bloßes Zumischen des Magnet-Kolloids, die dieses Verfahren gegenüber dem Stand der Technik auszeichnet, eröffnet ein breites Anwendungsspektrum, das über die bloße Auftrennung von Biomolekülen und Nukleinsäuren oder die Biomolekülanalyse, wie in PCT/EP 97/04828; DE 32 11 309; US 5,320,944; US 4,927,749; US 4,927,750; PCT/US 99/00403, PCT/FR 97/00912 beschrieben, weit hinausgeht. Dies betrifft z. B. den Einsatz der Magnetpartikel als Biokatalysatoren in biotechnologischen Fermentationsprozessen, als Protein Einkapselungsmatrix, als "Stimuli-Response"-Gels oder als Adsorber in der Hämoperfusion. Diese zusätzlichen Anwendungen ergeben sich dadurch, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren und Produkte Biomoleküle wie Enzyme oder Proteine sowohl in die Sol-Gel-Matrix durch einfaches Zumischen zu dem Sol-Ansatz eingekapselt als auch über aktive Gruppen, wie unten noch erläutert wird, an den Silica-Träger kovalent gekoppelt werden können.In principle, conventional vegetable oils can also be used for dispersing Use mixtures of vegetable oils with the organic solvents, it did however, the use of organic solvents has shown some advantages over oils Have advantages. These are due to the low viscosity of the organic compounds against the oil. The low viscosity enables the separation of the  synthesized magnetic particles from the reaction mixture within a few seconds Using a commercially available hand magnet. This separation step requires at Use of vegetable oils, however, up to a few hours, followed by extensive Washing processes with organic solvents, which are necessary to remove the residual oil to remove the magnetic particle. In the present method, however, the used solvents can be easily recovered by redistillation. The volume ratio of organic phase to hydrosol is usually 8: 1 to 30: 1 and 2: 1 to 4: 1 in relation to the volume ratio sol to magnet colloid. The The proportion by weight of the magnetic solid in the sol approach is between 10-55%. The possibility of simple and targeted adjustment of the magnetic component by mere Mixing the magnetic colloid using this method over the prior art distinguishes, opens up a wide range of applications, which is simply the separation of Biomolecules and nucleic acids or biomolecule analysis as in PCT / EP 97/04828; DE 32 11 309; US 5,320,944; U.S. 4,927,749; US 4,927,750; PCT / US 99/00403, PCT / FR 97/00912, goes far. This affects e.g. B. the use of Magnetic particles as biocatalysts in biotechnological fermentation processes, as Protein encapsulation matrix, as a "stimulus-response" gel or as an adsorber in the Hemoperfusion. These additional applications result from the fact that with the help of Processes and products according to the invention both biomolecules such as enzymes or proteins encapsulated in the sol-gel matrix by simple admixing to the sol approach as well covalently coupled to the silica support via active groups, as will be explained below can be.

Zur Fixierung der magnetischen Silica-Dispersion zu definierten Magnetpartikeln wird im letzten Verfahrensschritt während des Durchmischungsvorgangs eine Base zugesetzt. Diese Basenzugabe führt innerhalb von Sekunden zu einem festen Gelbildung des Polymertröpfchens. Der Gelbildungsprozeß ist dabei um so kürzer, je höher die gewählte Basenkonzentration ist. Vorzugsweise wird als Base Ammoniak verwendet, andere Basen, wie z. B. NaOH, können grundsätzlich auch eingesetzt werden. Die Natronlauge wird in der Regel als 0,05 bis 0,1 molare Lösung, Ammoniak durchweg in Form einer 1 bis 12%igen wäßrigen Lösung verwendet. Die Volumenverhältnisse Base zu Sol liegen üblicherweise bei 1 : 2 bis 1 : 4.To fix the magnetic silica dispersion to defined magnetic particles, the added a base during the last process step during the mixing process. This Adding the base leads to a solid gel formation of the Polymer droplet. The higher the chosen one, the shorter the gelation process Base concentration is. Ammonia is preferably used as the base, other bases, such as B. NaOH can in principle also be used. The caustic soda is in the Usually as a 0.05 to 0.1 molar solution, ammonia consistently in the form of a 1 to 12% aqueous solution used. The volume ratios of base to sol are usually around 1: 2 to 1: 4.

Da die Gelierungsreaktion sehr rasch abläuft, erfordert der Herstellungsprozeß für die Basispartikel einschließlich der Synthese des Sols und des Ferrofluids bzw. Kolloids einen Zeitaufwand von weniger als einer Stunde. Das bedeutet gegenüber allen herkömmlichen Verfahren eine Zeitersparnis von 60 bis 90%.Since the gelling reaction is very rapid, the manufacturing process requires that Base particles including the synthesis of the sol and the ferrofluid or colloid Time spent less than an hour. That means compared to all conventional ones Procedure a time saving of 60 to 90%.

Zum Durchmischen des Sol-Lösemittel-Ansatzes gibt es keinerlei besondere Beschränkungen; es können grundsätzlich die gängigen Rührgeräte verwendet werden. Für die Herstellung besonders feiner Partikel-Fraktionen (<10 µm) sind handelsübliche Dispergierwerkzeuge, die nach dem Rotor-Stator-Prinzip arbeiten (z. B. Ultra-Turrax®), mit einer Umdrehungsleistung bis zu 20.000 U/min erforderlich. Zwischen Rührgeschwindigkeit und Teilchengröße besteht eine umgekehrte Proportionalität dergestalt, daß Teilchengrößen zwischen 20 und 500 µm allgemein durch Rührgeschwindigkeiten im Bereich von 800-1800 U/min erzeugt werden und Teilchen im Bereich von 0,5-10 µm Rührgeschwindigkeiten von 5000-20.000 U/min erfordern. Der Rührvorgang dauert in der Regel 2 bis 5 Sekunden. Die erzeugten Magnetpartikel können sodann mit Hilfe eines Handmagneten aus der Suspension abgetrennt werden. Diesem Prozeß schließen sich mehrere Waschungen mit Alkohol und Wasser an. Die erhaltenen Magnetträger werden üblicherweise in Wasser aufbewahrt. Danach können die gewonnenen Silica-Partikel direkt zur Aufreinigung von Nukleinsäuren oder Proteinen gemäß den bekannten Methoden genutzt werden. There are no special requirements for mixing the sol-solvent mixture restrictions; In general, the usual mixers can be used. For the production of particularly fine particle fractions (<10 µm) are commercially available Dispersing tools that work according to the rotor-stator principle (e.g. Ultra-Turrax®) a rotational speed of up to 20,000 rpm is required. Between stirring speed and particle size there is an inverse proportionality such that particle sizes between 20 and 500 microns generally by stirring speeds in the range of 800-1800 rpm generated and particles in the range of 0.5-10 microns stirring speeds Require 5000-20,000 RPM. The stirring process usually takes 2 to 5 seconds. The Magnetic particles generated can then be removed from the suspension using a hand magnet be separated. This process is followed by several washes with alcohol and Water. The magnetic carriers obtained are usually stored in water. The silica particles obtained can then be used directly for the purification of nucleic acids or proteins can be used according to the known methods.  

Für die Separation von Nukleinsäuren haben sich in der Praxis nicht nur Trägermedien auf reiner Silica-Basis als nützlich erwiesen, es ist auch bekannt, daß insbesondere Medien mit kationischen Gruppen (Anionenaustauscher) für die Nukleinsäure Auftrennung hervorragend geeignet sind. Träger solcher Art sind aus DE 32 11 309 und DE 37 17 209 bekannt. Dieser Trägertyp läßt sich durch chemische Umsetzung der Silica-Partikel mit Epoxy- substituierten Alkoxysilan wie z. B. 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan oder 3- Glycidyloxypropylmethyldiäthoxysilan und anschließende nukleophile Öffnung des Oxiranringes mittels tertiärer oder sekundärer Alkylamine herstellen. Auch die Synthese stark und schwach saurer Ionenaustauscher sowie von Metallchelat-Trägern ist durch Umsetzung der beschriebenen Epoxy-substituierten Silica-Partikel mit Hilfe von Carbonsäuren, Sulfiten, Thiosulfaten bzw. Amino-substituierten Carbonsäuren, z. B. Nitrilotriessigsäure oder Iminodiessigsäure, möglich.In practice, there are not only carrier media for the separation of nucleic acids pure silica base has been found to be useful, it is also known that especially media with cationic groups (anion exchangers) for nucleic acid separation excellent are suitable. Carriers of this type are known from DE 32 11 309 and DE 37 17 209. This type of carrier can be achieved by chemical reaction of the silica particles with epoxy substituted alkoxysilane such. B. 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane or 3- Glycidyloxypropylmethyldiäthoxysilan and subsequent nucleophilic opening of the Produce oxirane ring using tertiary or secondary alkylamines. The synthesis too strong and weakly acidic ion exchangers and metal chelate carriers are through Implementation of the described epoxy-substituted silica particles with the help of Carboxylic acids, sulfites, thiosulfates or amino-substituted carboxylic acids, e.g. B. Nitrilotriacetic acid or iminodiacetic acid possible.

Die chemische Modifizierung der Silica-Partikel bleibt nicht auf die Herstellung von Ionenaustauschern beschränkt. In einer besonderen Ausführungsform können die SiO2- Träger mit substituierten Alkylalkoxysilanen der allgemeinen Formel X-(CH2)n-Si-(OR)3, wobei X ein Halogen, Cyano-, NH2- oder Mercapto-Rest, n = 1-6, vorzugsweise 3, R ein Alkyl-, Trialkysilyl-Rest oder H bedeuten, umgesetzt werden. An die so modifizierten Träger lassen sich für die Separation gemäß dem Affinitätsprinzip oder für den Einsatz als Biokatalysatoren Liganden in Form von Peptiden, Proteinen oder Enzymen kovalent koppeln. Hierfür bieten sich mehrere Möglichkeiten an:
The chemical modification of the silica particles is not limited to the production of ion exchangers. In a particular embodiment, the SiO 2 supports can be substituted with substituted alkylalkoxysilanes of the general formula X- (CH 2 ) n -Si- (OR) 3 , where X is a halogen, cyano, NH 2 or mercapto radical, n = 1 -6, preferably 3, R is an alkyl, trialkysilyl radical or H, are reacted. Ligands in the form of peptides, proteins or enzymes can be covalently coupled to the supports modified in this way for the separation according to the affinity principle or for use as biocatalysts. There are several options for this:

  • 1. Protein- und andere Liganden können durch einfache Inkubation mit den Halogen- substituierten Trägem direkt gekoppelt werden.1. Protein and other ligands can be easily incubated with the halogen substituted carriers can be coupled directly.
  • 2. Protein-Liganden lassen sich unter Verwendung von Dialdehyden mit den Aminogruppen-substituierten Magnetpartikel kovalent binden.2. Protein ligands can be used with dialdehydes Covalently bind amino group-substituted magnetic particles.
  • 3. Amino-substituierte Silica-Träger werden zunächst unter Verwendung von Succinanhydrid umgesetzt und die gebildeten Carboxylgruppen anschließend z. B. mit Carbodiimiden aktiviert. An die aktivierten Gruppen können Protein-Liganden direkt gekoppelt werden.3. Amino-substituted silica supports are first made using Succin anhydride implemented and the carboxyl groups then z. B. with Carbodiimides activated. Protein ligands can be directly attached to the activated groups be coupled.
  • 4. Bindung von Protein- und anderer Liganden über die Oxiran-Gruppe der oben beschriebenen Epoxy-substituierten Silica-Partikel.4. Binding of protein and other ligands via the oxirane group of the above described epoxy-substituted silica particles.

In analoger Weise wie die Proteine lassen sich auch Amino-funktionalisierte Nukleinsäuren jedweder Art mit Hilfe der beschriebenen Methoden an den Silica-Träger koppeln.Amino-functionalized nucleic acids can be processed in an analogous manner to the proteins couple any type to the silica support using the methods described.

Ohne auf weitere detaillierte Ausführungen diese Kopplungen und Modifikationen betreffend einzugehen, die u. a. in "Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers", Häfeli et al. (Hrsg.), Plenum Press, New York, 1997, und L. C. Shriver-Lake in "Immobilized Biomolecules in Analysis", T. Cass und F. S. Ligler Hrsg., Oxford University Press, 1998, beschrieben sind, wird davon ausgegangen, daß ein Fachmann auf diesem Gebiet die speziellen Reaktionsmethoden hinreichend kennt und daher die Beschreibung grundsätzlich nutzen kann. Die beschriebenen Ausführungsfarmen sind daher in keiner Weise als limitierende Offenbarungen aufzufassen.Without further detailed explanations of these couplings and modifications to deal with the u. a. in "Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers ", Haefeli et al. (Ed.), Plenum Press, New York, 1997, and L.C. Shriver-Lake in "Immobilized Biomolecules in Analysis", T. Cass and F. S. Ligler ed., Oxford University Press, 1998, it is believed that one skilled in the art can Area knows the special reaction methods well and therefore the description can basically use. The execution farms described are therefore in none Way to be interpreted as limiting revelations.

Neben der Möglichkeit, Magnetpartikel aus reinem Silicagel herzustellen, konnte überraschenderweise gezeigt werden, daß sich die Magnetpartikel auch durch Mischen von Silica-Solen mit synthetischen, halbsynthetischen oder natürlichen organischen Polymeren herstellen lassen. In bezug auf die veränderte Morphologie und das chemische Reaktionsverhalten gegenüber den reinen Silicagelen ergibt sich ein modifiziertes Eigenschaftsspektrum, das eine Erweiterung des Applikationsrahmens eröffnet. Dies bezieht sich im besonderen auf die Anwendung im Bereich der Aufreinigung hochmolekularer Nukleinsäuren sowie die Abtrennung von Proteinen. Durch die Polymermischung gelangt man zu Hybridpolymeren, die partiell sowohl die chemisch-physikalischen Eigenschaften der organischen Polymere als auch die der Silicagele in sich vereinen. Konkret sind diesbezüglich das Adsorptionsverhalten der Hybridpartikel gegenüber Proteinen, die mechanische Festigkeit sowie die Basenstabilität zu nennen.In addition to the possibility of producing magnetic particles from pure silica gel, Surprisingly, it can be shown that the magnetic particles can also be mixed by Silica sols with synthetic, semi-synthetic or natural organic polymers have it made. Regarding the changed morphology and the chemical Reaction behavior compared to pure silica gels results in a modified one Range of properties that opens up an expansion of the application framework. This relates  focus in particular on the application in the purification of high molecular weight Nucleic acids and the separation of proteins. Passes through the polymer mixture one to hybrid polymers that partially have both the chemical-physical properties of organic polymers as well as those of silica gels. Are specific in this regard, the adsorption behavior of the hybrid particles against proteins that mechanical strength and base stability.

Als Mischpolymere kommen weitgehend solche Polymere in Frage, die wasserlöslich und mit den Silica-Solen kompatibel sind, d. h. homogene Mischungen ahne Phasentrennung bilden können. Die erfindungsgemäßen Produkte und deren gezielte Anwendung in ausgewählten biochemischen und biotechnologischen Bereichen betreffend, sind solche Polymere bevorzugt, die sowohl eine gezielte Modifikation der morphologischen Struktur im Hinblick auf eine Oberflächenvergrößerung als auch im Hinblick auf die Porenstruktur ermöglichen.Those polymers which are water-soluble and are compatible with the silica sols, d. H. homogeneous mixtures without phase separation can form. The products of the invention and their targeted application in selected biochemical and biotechnological areas are such Polymers preferred, which both a targeted modification of the morphological structure in the With regard to an increase in surface area and also with regard to the pore structure enable.

Polymere, die als Zusätze bevorzugt in Frage kommen, sind z. B. Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polyaminosäuren, Polysaccharide, Proteine oder Polyvinylpyrrolidon. Erfindungsgemäß gelangen üblicherweise 0,5-5% wässerige Polymerlösungen zum Einsatz, die vor dem Dispergierprozeß mit den Silica-Solen vermischt werden. Der Volumenanteil der organischen Polymerlösungen in der Solphase liegt zwischen 5 und 25%. Üblicherweise werden Polymere mit einer Molmasse von 15.000 bis 250.0000 eingesetzt.Polymers that are preferred as additives are, for. B. polyvinyl alcohol, Polyacrylic acid, polyamino acids, polysaccharides, proteins or polyvinyl pyrrolidone. According to the invention, 0.5-5% aqueous polymer solutions are usually used, which are mixed with the silica sols before the dispersing process. The volume share The organic polymer solutions in the sol phase are between 5 and 25%. Usually polymers with a molecular weight of 15,000 to 250,000 are used.

Die Verwendung der vorwiegend sehr hydrophilen Polymeren bietet auch im Hinblick auf die Abtrennung von Proteinen die Möglichkeit, das bei reinen Kieselgelen stark ausgeprägte unspezifische Adsorptionsverhalten weitgehend zu unterdrücken.The use of the predominantly very hydrophilic polymers also offers with regard to the separation of proteins the possibility that the strongly pronounced with pure silica gels largely suppress non-specific adsorption behavior.

Der Zusatz der organischen Polymeren zum Sol-Ansatz ändert an der oben beschriebenen Verfahrensweise zur Herstellung reiner Silica-Partikel grundsätzlich nichts.The addition of the organic polymers to the sol approach changes that described above Procedure for the production of pure silica particles basically nothing.

In den nachfolgenden Beispielen werden die erfindungsgemäßen Verfahren und Produkte näher beschrieben, ohne diese zu begrenzen.The processes and products according to the invention are described in the examples below described in more detail without limiting them.

Beispiel 1example 1

Eine Mischung aus 55 ml Tetraäthoxylsilan und 15 ml 0,05 M HCl werden in einem Ultraschallbad für 25 min. unter Eiskühlung beschallt. 20 ml des Silica-Sols, das bei 20°C eine Viskosität von 36 cp aufweist, werden mit 5 ml eines Magnet-Kolloides, das gemäß der Vorschrift von Shinkai et al. (Biocatalysis, Vol. 5, 61, 1991) durch Oxidation einer 0,6 molaren Eisen(II)salz-Lösung unter Verwendung von 0,3 M Na-Nitrit hergestellt wurde, vermischt. Die erhaltene Suspension wird in 280 ml 1.1.1-Trichlorethan, in denen 0,5 Vol.-% Tween 80 und 0,8 Vol.-% Prisorine gelöst sind, eingetragen. Der Ansatz wird unter Rühren (1800 U/min) einige Sekunden dispergiert; es werden anschließend 10 ml 1%ige Ammoniak-Lösung zugefügt; die Dispersion wird noch 3 Sek. weitergerührt. Nach 5 Minuten werden die Magnetpartikel mittels Handmagnet aus der Suspension abgetrennt und je dreimal mit ca. 50 ml Ethanol und Wasser nachgewaschen. Es werden Magnetpartikel mit einer Teilchengröße von 20-60 µm gewonnen. Nach 12-stündiger Inkubation in Wasser werden die Partikel nochmals mehrfach mit Wasser gewaschen und anschließend mehrere Stunden im Vakuum bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die Partikel weisen eine mittlere Porengröße von 24 nm auf. Die gewonnen Magnetpartikel können nach den bekannten Methoden zur Aufreinigung von Nukleinsäuren verwendet werden. A mixture of 55 ml of tetraethoxylsilane and 15 ml of 0.05 M HCl are mixed in one Ultrasonic bath for 25 min. sonicated under ice cooling. 20 ml of the silica sol at 20 ° C has a viscosity of 36 cp, with 5 ml of a magnetic colloid that according to the Shinkai et al. (Biocatalysis, Vol. 5, 61, 1991) by oxidation of a 0.6 molar iron (II) salt solution was prepared using 0.3 M Na nitrite, mixed. The suspension obtained is dissolved in 280 ml of 1.1.1-trichloroethane in which 0.5% by volume Tween 80 and 0.8 vol .-% Prisorine are dissolved, entered. The batch is stirred (1800 rpm) dispersed for a few seconds; then 10 ml of 1% Ammonia solution added; the dispersion is stirred for a further 3 seconds. After 5 Minutes, the magnetic particles are separated from the suspension using a hand magnet and Washed three times each with approx. 50 ml ethanol and water. There are magnetic particles with a particle size of 20-60 microns. After 12 hours of incubation in water the particles are washed several times with water and then several Dried in vacuo to constant weight for hours. The particles have a medium Pore size of 24 nm. The magnetic particles can be obtained according to the known Methods for the purification of nucleic acids are used.  

Beispiel 2Example 2

Eine Mischung bestehend aus 25 ml des gemäß Beispiel 1 hergestellten Sols und 8 ml eines Magnetit-Kolloids, das entsprechend der Vorschrift von Khalafalla und Reimers (Br-Pat. 1 439 031) aus einer Eisen(III)-/Eisen(II)salz-Lösung (Molverhältnis 2 : 1) durch Ammoniak- Fällung gewonnen wurde, werden in 300 ml Toluol, in denen je 2 Vol.-% Pripol 1009 und Tween 20 gelöst sind, mit Hilfe eines Ultra-Turrax' bei 12.000 U/min. dispergiert. Nach Zugabe von 12 ml 3%iger Ammoniak-Lösung wird noch 2 Sekunden weiter dispergiert. Es folgt die Separation und Aufarbeitung analog Beispiel 1. Es werden Magnetpartikel mit einer Teilchengröße von 1-4 µm und einem Magnetit-Gehalt von 38 Gew.-% erhalten.A mixture consisting of 25 ml of the sol prepared according to Example 1 and 8 ml of one Magnetite colloids, according to the instructions of Khalafalla and Reimers (Br-Pat. 1 439 031) from an iron (III) - / iron (II) salt solution (molar ratio 2: 1) by ammonia Precipitation was obtained in 300 ml of toluene, in each of which 2% by volume Pripol 1009 and Tween 20 are solved using an Ultra-Turrax 'at 12,000 rpm. dispersed. To The addition of 12 ml of 3% ammonia solution is further dispersed for 2 seconds. It separation and processing follows as in Example 1. Magnetic particles with a Particle size of 1-4 microns and a magnetite content of 38 wt .-% obtained.

Beispiel 3Example 3

Eine Suspension bestehend aus 50 ml Tetramethoxylsilan und 20 ml 0,3 M HCl werden für 5 min. in einem Ultraschallbad beschallt. 20 ml des so gewonnenen Sols, das eine Viskosität von 48 cp aufweist, werden mit 8 ml des gemäß Beispiel 2 hergestellten Magnetit-Kolloids und 2 ml einer 2,5%igen Polyvinylalkohol-Lösung (Molmasse = 224.000) vermischt. Die Suspension wird anschließend unter Rühren (1600 U/min) in 320 ml Hexan, die 0,5 Vol.-% Estol SMO 3685 gelöst enthalten, dispergiert. Während des Dispergiervorganges werden 10 ml 1%ige Ammoniaklösung zugefügt, und es wird 4 Sekunden weitergerührt. Separation und Aufarbeitung der gewonnenen Magnetpartikel erfolgt analog Beispiel 1. Es entstehen Träger mit einer Größe von 80-150 µm und einer durchschnittlichen Porengröße von 58 nm. Die abgetrennte Magnetpartikel-Fraktion wird 5-mal mit getrocknetem Toluol nach jeweiliger magnetischer Abtrennung gewaschen und anschließend 12 Std. nach Zugabe von 50 ml Toluol und 0,85 g 3-Aminopropyltriäthoxysilan am Rückfluß gekocht. Die Magnetpartikel werden wieder magnetisch abgetrennt und je 3-mal mit Toluol und Chloroform nachgewaschen. Es folgt mehrstündige Trocknung im Vakuum. Das amino-modifizierte Produkt wird anschließend mit 6%iger Glutaraldehyd-Lösung in 25 ml 0,1 M Na-Carbonat- Puffer, pH 9.2, für 3 Std. bei 35°C umgesetzt. Es wird anschließend intensiv mit 0,1 M Phosphat-Puffer, pH 7.2, nachgewaschen. Die gewonnenen Aldehyd-funktionalisierten Magnetpartikel werden in 15 ml 0,1 M Phosphat-Puffer suspendiert. 2 ml der Suspension werden magnetisch abgetrennt und in 2 ml 0,1 M Phosphat-Puffer, pH 7.2, in dem 1,2 mg Streptavidin gelöst sind, inkubiert. Nach 6stündiger Reaktion bei 35°C wird das Produkt fünfmal mit Phosphat-Puffer nachgewaschen. Um verbliebene Rest-Aldehydgruppen abzusättigen, wird das magnetisch abgetrennte Produkt in 5 ml 0,2 M Äthanolamin bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 5 Stunden inkubiert. Die anschließend mehrfach mit Phosphat-Puffer gewaschenen Magnetpartikel können direkt nach den bekannten Verfahren zur Bindung biotinylierter Nukleinsäuren oder biotinylierter Proteine verwendet werden.A suspension consisting of 50 ml tetramethoxylsilane and 20 ml 0.3 M HCl are used for 5 min. sonicated in an ultrasonic bath. 20 ml of the sol thus obtained, which has a viscosity of 48 cp, with 8 ml of the magnetite colloid prepared according to Example 2 and 2 ml of a 2.5% polyvinyl alcohol solution (molecular weight = 224,000) are mixed. The The suspension is then stirred (1600 rpm) in 320 ml of hexane, the 0.5 vol .-% Contain Estol SMO 3685 dissolved, dispersed. During the dispersing process, 10 ml 1% ammonia solution is added and stirring is continued for 4 seconds. Separation and The magnetic particles obtained are worked up analogously to Example 1. Carriers are formed with a size of 80-150 microns and an average pore size of 58 nm separated magnetic particle fraction is 5 times with dried toluene after each magnetic separation and then 12 hours after adding 50 ml Toluene and 0.85 g of 3-aminopropyltriethoxysilane boiled under reflux. The magnetic particles are separated magnetically again and 3 times each with toluene and chloroform rewashed. This is followed by drying in vacuo for several hours. The amino modified The product is then treated with 6% glutaraldehyde solution in 25 ml 0.1 M Na carbonate Buffer, pH 9.2, reacted for 3 hours at 35 ° C. It then becomes intense with 0.1 M. Wash phosphate buffer, pH 7.2. The aldehyde-functionalized obtained Magnetic particles are suspended in 15 ml 0.1 M phosphate buffer. 2 ml of the suspension are separated magnetically and in 2 ml of 0.1 M phosphate buffer, pH 7.2, in which 1.2 mg Streptavidin are dissolved, incubated. After 6 hours of reaction at 35 ° C the product washed five times with phosphate buffer. To remaining aldehyde groups to saturate, the magnetically separated product in 5 ml of 0.2 M ethanolamine Incubated room temperature over a period of 5 hours. The then several times Magnetic particles washed with phosphate buffer can be used directly after the known ones Methods for binding biotinylated nucleic acids or biotinylated proteins are used become.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung sphärischer, magnetischer Silica-Partikel, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch säure-katalytische Hydrolyse einer wässerigen Silan- Dispersion gebildetes Silica-Hydrosol, das mit einem magnetischen Kolloid oder Ferrofluid oder mit Magnetpartikeln vermischt ist, in einer mit Wasser nicht mischbaren organischen Phase dispergiert und während des Dispergiervorganges durch Zugabe einer Base vernetzt wird.1. A process for producing spherical, magnetic silica particles, characterized in that a silica hydrosol formed by acid-catalytic hydrolysis of an aqueous silane dispersion, which is mixed with a magnetic colloid or ferrofluid or with magnetic particles, in one with water not dispersible miscible organic phase and is crosslinked during the dispersing process by adding a base. 2. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrosol eine Viskosität von 5-500 cp aufweist.2. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the hydrosol has a viscosity of 5-500 cp. 3. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wasser nicht mischbare organische Phase 0,1 bis 25 Vol.-% einer oder mehrerer oberflächenaktiven Substanz(en) gelöst enthält.3. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the water-immiscible organic phase 0.1 to 25 vol .-% contains one or more surface-active substance (s) dissolved. 4. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Phase ein organisches Lösungsmittel mit einem Verteilungskoeffizienten <2 verwendet wird.4. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that an organic solvent with an Distribution coefficient <2 is used. 5. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis Sol zu organischer Phase 1 : 5-1 : 30 beträgt.5. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the volume ratio of sol to organic phase is 1: 5-1: 30. 6. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Silan-Dispersion 15-35 Vol.-% einer 0,02 bis 1 molaren Säure enthält.6. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the aqueous silane dispersion 15-35 vol .-% of a 0.02 to 1 molar Contains acid. 7. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis Silica-Sol zu Magnet-Kolloid oder Ferrofluid oder Magnetpartikel 2 : 1-4 : 1 beträgt.7. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the volume ratio of silica sol to magnetic colloid or Ferrofluid or magnetic particles 2: 1-4: 1. 8. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispergier-Vernetzungsvorgang 1-5 Sek. dauert.8. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the dispersion crosslinking process takes 1-5 seconds. 9. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sol vor dem Dispergiervorgang 1-30 Vol.-% einer wäßrigen Lösung eines organischen Polymeren, Polysaccharids oder Proteins zugemischt werden.9. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the sol before the dispersion process 1-30 vol .-% of an aqueous Solution of an organic polymer, polysaccharide or protein can be added. 10. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Polymer Polyvinylalkohol, Dextran, Stärke, Chitosan, Alginat, Ficoll, Polyäthylenimin, Polyvinylpyrrolidon, Agarose, Polyacrylsäure, Hyaluronsäure, Pectinat oder Alginat verwendet wird.10. A method for producing magnetic silica particles according to claim 9, characterized characterized in that as organic polymer polyvinyl alcohol, dextran, starch, Chitosan, alginate, ficoll, polyethyleneimine, polyvinylpyrrolidone, agarose, Polyacrylic acid, hyaluronic acid, pectinate or alginate is used. 11. Verfahren zur Herstellung magnetischer Silica-Partikel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silica-Partikel nach dem Dispersions-Vernetzungs-Prozeß mit Alkoxysilanen oder substituierten Alkylalkoxysilanen umgesetzt werden.11. A method for producing magnetic silica particles according to claim 1, characterized characterized in that the silica particles with the dispersion crosslinking process Alkoxysilanes or substituted alkylalkoxysilanes are implemented. 12. Sphärische, magnetische Silica-Partikel mit einer Teilchengröße von 0,5-2000 µm und einstellbarer Porengröße sowie einstellbarem Magnetgehalt für die Nukleinsäure- oder Biomolekül-Separation, erhältlich durch ein Dispersions-Vernetzungsverfahren eines wässerigen Silica-Sols, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Silica-Partikel ein magnetisches Kolloid oder Ferrofluid oder Magnetpartikel homogen über das gesamte Partikel verteilt und eingekapselt ist/sind, wobei der Magnet-Festkörperanteil 10-55 Gew.-% bezogen auf den Silica-Anteil beträgt.12. Spherical, magnetic silica particles with a particle size of 0.5-2000 µm and adjustable pore size and adjustable magnetic content for the nucleic acid or Biomolecule separation, obtainable by a dispersion crosslinking process aqueous silica sols, characterized in that in the silica particle  magnetic colloid or ferrofluid or magnetic particles homogeneous over the whole Particles are distributed and encapsulated, the magnetic solids content being 10-55% by weight based on the silica content. 13. Sphärische, magnetische Silica-Partikel gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Silica-Sol geformten Magnetpartikel 2-25 Gew.-% eines organischen Polymeren, Polysaccharids oder Proteins enthalten.13. Spherical, magnetic silica particles according to claim 12, characterized in that that the magnetic particles formed from the silica sol 2-25 wt .-% of an organic Contain polymers, polysaccharides or proteins. 14. Sphärische, magnetische Silica-Partikel gemäß Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Silica-Partikel mit einem Alkoxysilan oder einem substituierten Alkylalkoxysilan der allgemeinen Formel X-(CH2)n-Si-(OR)3, wobei X ein Halogen, Epoxy, Cyano-, NH2- oder Mercapto-Rest, n = 1-6, R ein Alkyl-, Trialkysilyl-Rest oder H bedeuten, umgesetzt sind.14. Spherical, magnetic silica particles according to claims 12 and 13, characterized in that the silica particles with an alkoxysilane or a substituted alkylalkoxysilane of the general formula X- (CH 2 ) n -Si- (OR) 3 , where X is a Halogen, epoxy, cyano, NH 2 or mercapto radical, n = 1-6, R is an alkyl, trialkysilyl radical or H, are implemented. 15. Sphärische, magnetische Silica-Partikel gemäß Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Silica-Partikel mit Oligopeptiden, Oligosacchariden, Oligonukleotiden, Polypeptiden, Polynukleotiden, Polysacchariden, Antikörpern, Antikörper-Fragmenten oder Enzymen koppelnde Gruppen aufweisen.15. Spherical, magnetic silica particles according to claim 12 to 14, characterized characterized in that the silica particles with oligopeptides, oligosaccharides, Oligonucleotides, polypeptides, polynucleotides, polysaccharides, antibodies, Have antibody fragments or enzyme-coupling groups. 16. Sphärische, magnetische Silica-Partikel gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Epoxy-substituierten Silica-Magnetpartikel mit sekundären oder tertiären Alkylaininen zu Anionenaustauschern umgesetzt sind.16. Spherical, magnetic silica particles according to claim 14, characterized in that that the epoxy-substituted silica magnetic particles with secondary or tertiary Alkylainines are converted to anion exchangers. 17. Verwendung der sphärischen, magnetischen Silica-Partikel nach einem der Ansprüche 12 bis 16 für die Isolierung oder Analyse von Nukleinsäuren, Proteinen, Antikörpern, oder Antikörper-Fragmenten sowie biotinylierter Nukleinsäuren, Proteine, Antikörper oder Antikörper-Fragmente.17. Use of the spherical, magnetic silica particles according to one of the claims 12 to 16 for the isolation or analysis of nucleic acids, proteins, antibodies, or antibody fragments and biotinylated nucleic acids, proteins, antibodies or antibody fragments.
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