DE3007869A1

DE3007869A1 - Traeger mit hautueberzug und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE3007869A1
Application number: DE19803007869
Authority: DE
Inventors: Andrew J Alpert; Frederick E Regnier
Original assignee: Purdue Research Foundation
Current assignee: Purdue Research Foundation
Priority date: 1979-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1980-11-27
Also published as: DE3007869C2; US4245005A

Description

PFENNING ■ MAAS · MEINIG · SPOTT Patentanwälte KurfOrstendamm 170, D 1000 Berlin 15

!hr Zeichen Your

Ihre Nachricht vom Your letter of

Unser Zeichen Our reference

PATENTANWÄLTE BERUN · MÜNCHEN

J. Pfenning. Dipl.-Ing. Berlin Dr. I. Hu, Drpl.-Chem München K. H. Meinig. Dipl -Phy». Berlin Dr. G. Spott, Dipl.-Chem. Manchen

Zugelassene Vertreter beim Europtlschen Patentamt

BÜRO BERLIN:

I Kurfürstendamm 170 D 1000 Berlin 15

Telefon:
030/8812008/8812009

Teiegramme:
Seilwehrpatent

Telex: 5215880

Berlin Date

(Me)/So/St 28. Februar 1980

PURDUE RESEARCH FOUNDATION

Graduate House East West Lafayette, Indiana 479Ο7 U.S.A.

Träger mit Hautüberzug und Verfahren zur Herstellung desselben

030048/0568

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger mit Hautüberzug, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen überzogenen-Trägers. Der Träger ist erfindungsgemäß mit einer dünnen Schicht eines Adsorbats versehen, die auf einem inorganischen Trägermaterial adsorbiert und vernetzt ist, wobei der so gewonnene Träger sich besonders gut für den Einsatz bei der Flüssigkeitschromatographie eignet. Ein inorganischer Träger, der Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid oder Titandioxid sein kann, wird mit dem Hautüberzug versehen, wobei der überzug aus einem Amin gebildet wird, das mittels eines Vernetzungsmittels, das Epoxydharz, Bromid oder Nitroalkohol sein kann, vernetzt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Träger mit Hautüberzug, und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben, und insbesondere bezieht sie sich auf einen Ionenaustauschträger, der mit einem dünnen überzug versehen ist, der sich besonders gut für die FlüssigkeitsChromatographie eignet.

030048/0568

Bei der modernen Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (engl.Abk.: HPLC) herrschen oftmals Drücke von mehreren Hundert kp/cm in den Chromatographiesäulen· Dies setzt voraus, daß das Füllmaterial für die Säule fest und nicht zusammendrückbar ist. Für diesen Zweck wurden bisher poröse inorganische Stoffe, wie z.B. Siliziumdioxid und Aluminiumhydroxid als Trägermaterial verwendet, dessen Oberfläche mit einem haftenden, organischen überzug versehen wurde, so daß eine Vielfalt von Füllstoffen für Flüssigkeitschromatographiesäulen erhalten wurde.

Die bisherigen porösen chromatographischen Füllstoffe mit einer anhaftenden organischen Phase benutzten kovalente Bindungen, um die organische Phase an der Trägeroberfläche zu befestigen. Die Verbindung einer organischen Phase (P) mit der Oberfläche eines inorganischen Trägers wurde durch die Verwendung eines Silan-Zwischenbindemittels erzielt, wobei der Siliziumteil des Moleküls mit dem Träger verbunden ist, und der organische Teil des Organosilans entweder die organische Phase ist, oder mit dieser verbunden ist. Derartige inorganische Träger werden beispielsweise in den USA-Patentschriften 3.983.299 und 4.029.583 beschrieben.

Die wesentliche Funktion des Bindemittels ist die Schaffung

030048/0688

einer chemischen Bindung zwischen dem inorganischen Träger und der stationären organischen Phase (P), die der chromatographischen Teilung dient. Die allgemeine chemische Formel für dieses Kompositum lautet:

worin ~ Si darauf"Hiiiffeutet, daß drei der Bindungen auf Siliziumdioxid direkt mit dem inorganischen Träger oder mit benachbarten Organosilanen, die ihrerseits mit dem Träger verbunden sind, verbunden sind; -CCHo)_1n- ist ein Bindungsarm, der den Best der stationären Phase (P) mit dem Träger Yerbindet, und m eine Zahl zwischen 0 und 18 sind«

Bei der Herstellung von chromatographischen Füllungen ist es notwendig, daß der organische Überzug von Partie zu Partie exakt reproduziert werden kann. Es ist jedoch festgestellt worden, daß bei der Behandlung eines inorganischen Trägers mit einer Organosilanlö'sung, die reproduzierbare Steuerung der abgelagerten Organosilanmenge auf der Oberfläche schwierig ist, insbesondere weil es viele Möglichkeiten gibt, um Organosilane auf inorganischen Oberflächen anhaften zu lassen. Aus der Sicht der Chromatogra-

030048/0568

phie ist es ziemlich wichtig, wie viel Organosilan auf der Oberfläche eines inorganischen Trägers abgelagert wird. Das chromatographische Verhalten eines Füllmaterials mit anhaftender Phase hängt vollständig davon ab, welche Menge von welchem organischen Stoff auf den Teilchen abgelagert worden ist.

Ein weiterer Nachteil der Organosilan-Bindungschemie ist es, daß die anhaftenden Phasen erodiert werden· Beim Betrieb der Säulen, wobei Hunderte von Säulenvolumina beweglicher Phase durch die Säule fließen, kann die folgende Organoeintreten:

Si - R +

inorganischer Träger

RSi(OH):

Obgleich diese Reaktion ziemlich langsam verlaufen kann, kann sie in relativ kurzer Zeit, beispieleweise nach einem Monat ununterbrochenen Betriebs, zu einer beträchtlichen qualitativen Einbuße führen.

030048/0568

3007863

Die Erfindung bezieht sich, also auf einen Hautüberzug auf einem Trägermaterial, und auf eine Verfahren zur Herstellung desselben. Eine dünne Schicht organischen Adsorbats wird auf die Oberfläche des inorganischen Trägermaterials adsorbiert und auf ihr vernetzt, wobei der auf diese Weise geschaffene Träger besonders für den Einsatz bei der Flüssigkeitschromatographie geeignet ist, und wobei die adsorbierte Schicht die stationäre Phase darstellt. Der erfindungsgemäß überzogene Träger ist reproduzierbar bezüglich seiner gesteuerten, gleichmäßigen Schichtdicke, und der so behandelte Träger ist stabil im Betrieb.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten, mit einem Hauttiberzug versehenen Trägers.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Trägers, der mit einem Hautüberzug versehen ist, der stabil und reproduzierbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten chromatographischen Trägers.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten, mit einem dünnen Überzug versehenen Trägers, wobei der Überzug auf das Trägermaterial adsorbiert und auf

030048/0568

dessen Oberfläche vernetzt ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Füllmaterials, das aus einem inorganischen
Trägermaterial besteht, auf dessen Oberfläche ein Adsorbat adsorbiert und vernetzt ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines Hautüberzugs auf einem Trägermaterial.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Adsorption einer dünnen Schicht auf einem Trägermaterial und zur Vernetzung der auf diese
Weise gebildeten Schicht auf dem Trägermaterial.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung einer Hautschicht
auf einem Trägermaterial, indem das Trägermaterial mit
einem Adsorbat in Berührung gebracht wird, so daß das Adsorbat auf der Oberfläche des Trägermaterials adsorbiert
wird und einen überzug bildet, der dadurch vernetzt wird,
daß er einem Vernetzungsmittel ausgesetzt wird.

030048/0568

Die Figuren der beigefügten Zeichnungen dienen der Erläuterung der Erfindung und ihrer Ergebnisse, wobei:

Fig, 1 eine Darstellung von Titrierkurven (pH-Wert über HCl);

Fig. 2 eine Darstellung der Auflösung von menschlichem Serumsprotein;

Fig. 3 eine Darstellung des Aktivitätsprofils von Laktat-Dehydrogenase-Isoenzymen aus Rattennierenhomogenat;

Fig. k eine Darstellung der isokratischen Auflösung von Karbonsäurenj

Fig. 5 eine Darstellung der isokratischen Auflösung von Phenolen;

Fig. 6 eine Darstellung der Auflösung von Mononukleotiden;

Fig. 7 eine Darstellung des Zurückbehaltens von adsorbiertem Polyäthylimin mittels HPLC-Siliziumdioxid (10/U Teilchendurchmesser) nach dem Waschen mit Methanol; und

030048/0588

Fig. 8 eine Darstellung der Hämoglobin-IEC als Funktion der Pikrinsäure-IEC von LiChrospher Si 500 (10 /u Teilchendurchmesser), wobei die vernetzten überzüge unterschiedliche Mengen von Polyäthylenimin 6 enthalten, sind.

030048/0568

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Erzielung einer adsorbaten Schicht auf einem Trägermaterial» das bezüglich Dicke und Gleichförmigkeit reproduzierbar ist, und auf die Erzielung von Betriebsstabilität für das derart erzeugte Träger- bzw. Packungsmaterial.

Auf dem Gebiet der physikalischen Chemie ist es bekannt, daß die Konzentration eines gelösten Stoffs an der Trennfläche zwischen flüssiger und fester Phase größer als die Konzentration inmitten der Lösung sein kann. Diese Adsorption auf Oberflächen kann mittels der folgenden Gleichung ausgedrücktwerden:

_c C dr

worin S die überschüssige Konzentration des gelösten Stoffs/

cm der Oberfläche, dr/dc die Geschwindigkeit der Zunahme der Oberflächenspannung der Lösung mit der Konzentration des gelösten Stoffs, R die Gaskonstante, C die Konzentration des gelösten Stoffs in der Lösung, und T die absolute Temperatur sind. Jeder Stoff, der die Oberflächenspannung an einer Trennfläche herabsetzt, konzentriert sich entlang der Trennfläche·

Falls die Adsorption aus der Lösung zu Bildung einer Schicht

930048/0568

von Einzelmolekülen des gelösten Stoffs auf der Oberfläche des Feststoffs führt, dann stellt die Gleichung

a = kCⁿ

eine ausreichende Beschreibung des Adsorptionsverfahrens über einen weiten Konzentrationsbereich dar, worin a die von einer Einheitsmasse des Adsorbens adsorbierte Menge des gelösten Stoffs, C die Konzentration des gelösten Stoffs in der Lösung, und die Faktoren k und η vom Adsorbens und Adsorbat abhängige Konstanten sind.

Die Adsorption von polaren gelösten Stoffen auf Oberflächen kann durch Steuerung der Polarität des Lösungsmittels beeinflußt werden. Je weniger polar das Lösungsmittel, desto stärker ist die Adsorption, Bei einer polarisierten Ober-

P bezeichnet) gilt für die Adsorption des gelösten

fläche (mit P_ bezeichnet) und einem Lösungsmittel (mit

Stoffs (mit S bezeichnet) auf der Oberfläche die folgende Gleichung:

S S

während die Adsorption des polaren Lösungsmittels durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:

030048/0508

P_ffl und S stehen offensichtlich bezüglich der Oberfläche P- miteinander in Konkurrenz. Die endgültige Zusammen-Setzung auf einer Oberfläche hängt ab von den relativen Affinitäten der verschiedenen Bestandteile für die Oberfläche und von ihren Konzentrationen·

Wenn die Affinität eines organischen gelösten Stoffs (mit R bezeichnet) genügend groß ist, wird die Oberfläche gesättigt mit einer Schicht der organischen Phase B, welche Schicht von einem bis zu wenigen Molekülen dick ist. Diese Technik stellt ein bequemes Verfahren dar, um Molekülfilme auf einer Oberfläche zu schaffen, wobei die Filme sehr dünn und gleichmäßig sind. Die Ansammlung der organischen Phase R auf der Oberfläche ist selbsthemmend; wenn alle aktiven Bereiche der Oberfläche bedeckt sind, hört die Adsorption auf. Solche dünnen, reproduzierbaren Filme sind sehr erwünscht bei der Herstellung und beim Gebrauch von Chromatographieträgern.

Es ist jedoch offensichtlich, daß eine adsorbierte organische Schicht eventuell nicht genügend Langzeitstabilxtät in einer chromatographischen Säule besitzt, wenn der Träger

030048/0588

mit Tausenden von Säulenvolumina des gelösten Stoffs eluiert wird. Allmählich würden auch die am festesten adsorbierten Stoffe ausgelaugt werden.

Erfindungsgemäß wird Adsorption dazu verwendet, Filme organischer Moleküle auf Oberflächen zu schaffen, wonach dieser Film durch kovalente Vernetzung von benachbarten Molekülen zu einer kontinuierlichen Oberflächenhaut bzw. Schicht stabilisiert wird. Mittels dieses Vernetzungsverfahrens wird die Löslichkeit der organischen Phase R wesentlich herabgesetzt, und die Anzahl der Adsorptionsstellen, an denen Desorption gleichzeitig stattfinden müßte, um den Überzug zu eluieren, wird wesentlich vergrößert.

Die Herstellung von adsorbierten organischen Trägern wird auf synthetische Weise erreicht, indem die organische Phase direkt auf die Oberfläche von eigenständigen inorganischen Trägerstoffen adsorbiert wird. Die Adsorption kann mittels ionischer Kräfte, van-der-Waals-Kräfte bzw. Wasserstoffbrücken zwischen organischen Funktionsgruppen und der Oberfläche erreicht werden. Um das Eluieren dieser adsorbierten Schicht zu verhindern, werden benachbarte organische Gruppen miteinander vernetzt. Derartige Träger werden als einfach adsorbierte und vernetzte Phasen bezeichnet.

030048/0569

Bei einfach adsorbierten und vernetzten Phasen kann die Adsorption einer Oberflächen-Monoschicht einer organischen Verbindung schematisch wie folgt dargestellt werden:

worin A eine Stelle auf der Substratoberfläche mit Affinität für ein organisches Adsorbat, Y eine Funktionsgruppe auf dem organischen Adsorbat, die mit A reagiert und somit die Adsorption des gesamten organischen Anteils auf der Oberfläche bewirkt, R wie oben beschrieben eine organische Verbindung, und X eine Funktionsgruppe auf R, die zur Vernetzung benachbarter adsorbierter Stoffe dient, darstellen.

Es ist wichtig, daß jedes Adsorbat an mindestens zwei Vernetzungsreaktionen teilnehmen kann, um Hautschichten mit hohem Molekulargewicht zu erzeugen. In einem allgemeinen Modell kann das Adsorbat dargestellt werden als:

(T)_n - R - (X)_n

030048/0568

worin Y und X die gleichen oder verschiedene Funktionsgruppen sein können, und m und η zwischen 1 und mehreren Tausend variieren können·

Die Vernetzung von benachbarten Adsorbatmolekülen wurde mittels eines Vernetzungsmittels erreicht, das mittels der folgenden allgemeinen Formel beschrieben werden kann:

<a)

in

»P

A und B sind Funktionsgruppen auf dem Vernetzungsmolekül G, die mit X auf dem Adsorbat reagieren, um chemische Bindungen zu erzeugen, welche die Adsorbatmoleküle auf der Oberfläche miteinander verbinden. A und B können gleiche oder unterschiedliche Funktionsgruppen sein, während m und η zwischen 1 und mehreren Hundert variieren können· Im Bedarfsfall kann es erwünscht sein, die Eigenschaften der organischen, unbeweglichen Phase weiter zu modifizieren, um ihre Verwendbarkeit in der Chromatographie zu steigern.

Durch die Verwendung eines Vernetzungsmittels G, das zu-

030048/0569

sätzliche organische Anteile G und D aufweist, die kovalent gebunden sind, können die. Chromatographiechen Eigenschaften einer Packung verändert werden, ohne daß die gesamte Vernetzungschemie geändert wird. Die Anzahl von C- und D-Bindungen, die durch ο und ρ dargestellt sind, kann zwischen Null und mehreren Hundert bei einem Vernetzungsmolekül variieren.

Beispiel 1

Herstellung eines Polyäthylenimin-Überzugs auf porösem Siliziumdioxid

/f g LiChrospher Si 500 (10 η Teilchendurchmesser) wurden in einer Lösung von 1,5 g Polyäthylenimin 6 (durchschnittliches Molekulargewicht = 600) in 15 ml Methanol geschwenkt. Mittels eines leichten Vakuums wurde Luft aus den Poren des Trägers entfernt. Das Siliziumdioxid wurde mittels Filtrieren gesammelt und /f0 Minuten lang auf einem Trichter mit reduziertem Druck luftgetrocknet. Das überzogene Siliziumdioxid wurde nochmals in einer Vernetzungslösung aus 1,25 g Pentaerythritol-Tetraglycidyläther in 12,5 ml Dioxan geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde 16 Stunden lang bei Baumtemperatur belassen und dann auf einem Dampfbad /f0 Minuten lang erhitzt, wobei in 10-Minuten-Intervallen

030048/0568

geschwenkt wurde. Das Produkt wurde mittels Filtrieren gesammelt und dann je mehrmals mit Azeton, Wasser und wieder Azeton gewaschen und anschließend luftgetrocknet·

Das so entstandene überzogene Siliziumdioxid wurde bezüglich seiner Eigenschaft untersucht, sowohl kleine Moleküle (Pikrinsäure), als auch Makromoleküle (Hämoglobin) zu binden und in Lösung zu geben. Die Ionenaustauschkapazitat (engl· Abk.: IEC) für Pikrinsäure war 1,32 mMol/g überzogenen Trägers, während diejenige für Hämoglobin 65 mg/g überzogenen Trägers betrug.

Die Elementaranalyse des überzogenen Siliziumdioxids ergab 5,59 % C, 1,29 % H und 2,26 % N. Wenn Sauerstoff (ca. 1,3 %) eingeschlossen wird, beträgt der überzug 10 % der Produktmasse. Das Verhältnis von C zu N deutet darauf hin, daß 21 % der Stickstoffreste vernetzt sind. Indem die IEC für Pikrinsäure mit der Elementaranalyse verglichen wird, wird festgestellt, daß 77 % der Stickstoffreste mittels der Pikrinsäureuntersuchung festgestellt wurden und sich daher am Ionenaustausch beteiligen können.

250 mg überzogenen Trägers wurden in 10 ml von 1-molaren NaCl suspendiert und mit 0,1 Normal-HCl titriert. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verändert die Suspension ihren pH-Wert,

030048/0568

wobei das Material als schwacher Anionenaustauscher fungiert und die Ladung in einem Kontinuum über den pH-Bereich O -·9 abnimmt. Wie in Fig. 1 dargestellt, die Titrierungskurven in 1 M NaCl zeigt, sind A LiChrosorb Si 100 (10 μ Teilchendurchmesser), 0,25 g, und B LiChrosorb Si 100 (IO li Teilchendurchmesser) mit einem Überzug aus Polyäthylenimin 6, 0,25 g, mit einer IEC von 495/uMol Pikrinsäure.

Siliziumdioxid mit einem überzug aus Polyäthylenimin wurde in Form einer Aufschlämmung in Säulen von /f,2 mm χ 25 cm gegeben. Säulen, die mit überzogenen, großporigen Siliziumdioxidteilchen gefüllt waren (LiChrospher Si 500; 10 Ji Teilchendurchmesser) wurden dazu verwendet, Eiweißmischungen zu lösen. Die Auflösung von Eiweißstoffen aus menschlichem Serum ist in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 2 hatte die Säule die Abmessungen 25 x 0,4 cm und war mit mit Polyäthylenimin überzogenem LiChrospher Si 500 (IO « Teilchendurchmesser) gefüllt; die Probe bestand aus 100/Ul menschlichen Serums 33 % verdünnt; das Eluiermittel war 20 min Lineargradient; 0,02 M Trisazetat, pH-Wert 8,0 bis 0,02 M Trisazetat + 0,5 M Natriumazetat, pH-Wert 8,0; Durchflußgeschwindigkeit 2,0 ml/Min; der Einlaßdruck betrug 98,45

kp/cm und die Erkennung erfolgte mittels

030048/0568

Isoenzyme wurden dadurch festgestellt, daß ihre enzymatische Aktivität mittels eines geeigneten Erkennungsmittels hinter der Säule überwacht wurdej Fig. 3 zeigt das Aktivitätsprofil von Laktatdehydrogenase-Isoenzymen aus einem Kattennierenhomogenat, In Fig, 3 hatte die Säule die Abmessungen 25 x 0,4 cm und war mit mit PoIyäthylenimin überzogenem LiChrospher Si 500 (10 Ji Teilchendurchmesser) gefüllt; die Probe war 100 nl 105.000 χ g überschüssig, 15-fach verdünnt; die Durchflußgeschwindigkeit betrug 1,5 ml/Min; der Einlaßdruck war 182,8if kp/cm und die Erkennung erfolgte hinter der Säule mittels Milchsäure und NAD; Überwachung mittels der Fluoreszenz.

Siliziumdioxid mit einer größeren Oberfläche (LiChrosorb oder LiChrospher Si 100; 10 αϊ Teilchendurchmesser) wurden überzogen, in Säulen gefüllt und für die Auflösung von Mischungen kleiner Moleküle verwendet. Die hohe IEC und Selektivität dieser Füllung gestatten die isokratische Auflösung vieler Verbindungen, wie z.B. Karbonsäuren, wie in Fig. k dargestellt, und Phenole, wie in Fig. 5 dargestellt.

In Fig. /f werden Phenoxyessigsäuren wie folgt dargestellt:

A) Phenoxyessigsäure; B) o-Chlorphenoxyessigsäure; C) 2,6-Dichlorphenoxyessigsaure; D) 2,if-Dichlorphenoxyessig-

030048/0568

säure; E) 2,3-Dichlorphenoxyessigsäure und F) 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure, wobei die Säule gefüllt ist mit mit Polyäthylenimin überzogenem LiChrosorb Si 100 (10 η Teilchendurchmesser) und die Abmessungen 2.3 x 0,4 cm aufweist; die Probe betrug 100 All und enthielt 0,02 mg von jeder Verbindung; das Eluiermittel war 0,05 M Kaliumphosphat +0,1 M Natriumazetat, pH-Wert 7»5; die Durchflußgeschwindigkeit betrug 1,0 ml/Min; der Einlaßdruck

2
war 87 »90 kp/cm , und die Erkennung wurde mittels A-p^L überwacht.

In Fig. 5 werden Phenole wie folgt dargestellt: A) Phenol; B) Catechol; C) Resorzin und D) Phlorglucinol, wobei die Säule gefüllt war mit mit Polyäthylenimin überzogenem LiChrosorb Si 100 (10 ii Teilchendurchmesser), und die Abmessungen 25 x 0,4 cm aufwies; die Probe betrug 100 ill und enthielt 0,1 mg von jeder Verbindung; das Eluiermittel war 0,05 M Kaliumphosphat + 0,1 M Natriumazetat, pH-Wert 5,5, und enthielt 10 % Methanol; die Durchflußgeschwindigkeit betrug 1,0 ml/Min; der Einlaßdruck war 66,81 kp/cm , und die Erkennung wurde mittels Apc, überwacht,

Mononukleotide wurden mit einem Gradienten aufgelöst, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, und hierfür reichte eine

030048/0563

kurze Säule (6,2 cm lang) aus. In Fig. 5 werden 5'-Mononukleotide wie folgt dargestellt: A) CMP; B) AMP; C) UMP und D) GMP, wobei die Säule mit mit Polyäthylenimin überzogenem LiChrosorb Si 100 (10 Ji Teilchendurchmesser) gefüllt war und die Abmessungen 6,2 x 0,4 cm aufwies; die Probe betrug 100 ul und enthielt 0,07 mg von jeder Verbindung; das Eluiermittel war 3 min Lineargradient (1,75 min Verzögerung); 0,01 M Kaliumphosphat, pH-Wert 3,0, bis 1,0 M Kaliumphosphat, pH-Wert 2,0; die Durchflußgeschwindigkeit betrug 3»0 ml/Min; der Einlaßdruck war 17,58 kp/cm und die Erkennung wurde mittels ^25k überwacht.

Beispiel 2

Demonstration der gleichmäßigen Adsorption yon Aminen durch poröses Siliziumdioxid

1 bis 2 g eines porösen Siliziumdioxids (wie im folgenden Beispiel näher gekennzeichnet) wurden in einer 10 %-igen Lösung von Polyäthylenimin 6 in Methanol geschwenkt und entgast, dann gefiltert und auf einem Trichter mit Unterdruck luftgetrocknet. 100 mg des resultierenden überzogenen, nicht vernetzten Materials wurden entfernt, um die Pikrinsäure-IEC festzustellen. Das verbleibende Material

030048/0568

3007863

wurde durchnäßt und kurzzeitig im Trichter mit einem Methanolstrom übergössen,- und danach wieder luftgetrocknet. Dieser Waschvorgang wurde achtmal wiederholt; nach jeder Waschung wurde eine Probe des Materials entnommen, um den Pikrinsäureversuch durchzuführen. Die Kurve der Fig. zeigt, daß das adsorbierte Amin ohne weiteres zu einer gut haftenden Schicht abgewaschen wird, die wahrscheinlich eine Monoschicht darstellt und nach k oder 5 Waschvorgängen erreicht wird. Spätere Waschungen entfernen diese Schicht viel langsamer. Handelsübliche HPLC-Siliziumdioxide variieren bis zum Vierfachen bezüglich der Menge des ursprünglich adsorbierten Amins und der Menge, die in der Monoschicht verbleibt. Dies zeigt, daß die Adsorption ein aktiver Vorgang ist und von der Zusammensetzung der Oberfläche des Siliziumdioxids beeinflußt wird.

LiChrospher Si 500 (10 η Teilchendurchmesser) wurde mit verschiedenen Mengen Polyäthylenimin 6 überzogen. Die überzogenen Proben wurden mit einer 10 %-igen Lösung von Pentaerythritol-Tetraglycidiläther in Dioxan vernetzt, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde, und wurden dann bezüglich ihrer Pikrinsäure- und Hämoglobin-IEC untersucht. Die Kurve in Fig. 8 zeigt, daß die Hämoglobin-IEC mit der Menge des Oberflächenamins (bestimmt mit Pikrinsäure) schnell zunimmt, bis die Aminkonzentration

030048/0588

2f5O iiMol/g überzogenen Trägers erreicht. Wenn die Aminmenge diese Konzentration übersteigt, nimmt die Hämoglobin-IEC viel langsamer zu. Dies weist darauf hin, daß ein Monoschichtüberzug von Polyäthylenimin 6 auf diesem "bestimmten Siliziumdioxid 450 uMol Aminreste/g überzogenen Trägers enthält. Derselbe Wert wurde unabhängig hiervon beim Methanolwaschversuch in Fig. 7 erhalten. Diese Ergebnisse zeigen auch, daß die Oberfläche des Siliziumdioxids bei jener Konzentration vollständig mit Polyäthylenimin 6 bedeckt ist; der überzug läßt keine größeren Flächen frei.

Beispiel 3

Herstellung eines Hautüberzugs auf porösem Siliziumdioxid mit Hilfe von verschiedenen Aminen

LiChrosorb Si 100 (lOyU Teilchendurchmesser) wurde in 10 /ä-igen Lösungen von verschiedenen Aminen (im folgenden aufgelistet) geschwenkt und entgast; die Produkte wurden mittels Filtrierung gesammelt und mit Pentaerythritol-Tetraglycidiläther vernetzt, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Amingehalte der so erzeugten überzüge wurden mittels des Pikrinsäureverfahrens gemessen, wie aus Tabelle 1

030048/0563

hervorgeht:

Tabelle 1· Vernetzte Aminüberzüge auf LiChrosorb Si 100 (10 u. Teilchendurchmesser)

Adsorbiertes Amin Pikrinsäure-IEC,juMol/g

überzogenen Trägers

Ν,Ν-Diäthyläthylendiamin 310

Ithylendiamin 1450

Tetraäthylenpentamin 1470

1,3-Diamin-2-Hydroxypropan 1530

Pqlyäthylenimin 6 1900

Wie nachgewiesen, verhielten sich diese Amine ähnlich zueinander und auch zu einer Monoschicht von Polyäthylenimin 6 auf dem gleichen Träger; 1500-1600 uMol Amin/g überzogenen Trägers (siehe Fig. 7)· Dies weist darauf hin, daß überschüssiges Amin, das nicht für die Bildung einer Monoschicht benötigt wird, im Zuge der Vernetzung herausgewaschen wird. Ferner wurde festgestellt, daß ein Verhältnis von 1:1 zwischen den adsorbierenden Oberflächenstellen und der Anzahl der Aminreste in einer Monoschicht besteht, unabhängig davon, ob das Amin einfacher oder polymerer Art ist.

Bei diesen Ergebnissen bildete N,N-Diäthyläthylendiamin

030048/0563

eine Ausnahme, indem es zu einem schlechten Überzug führte. Dies resultiert aus der niedrigen Anzahl von aktiven Wasserstoffatomen im Molekül, was eine extensive Vernetzung ausschließt. Der sich ergebende überzug war instabil und wurde während der auf die Vernetzung folgenden Waschungen abgewaschen.

Beispiel k

Die Verwendung von verschiedenen Vernetzungsmitteln zur Stabilisierung von Hauttiberzügen auf porösem Siliziumdioxid

2 g LiChrospher Si 500 (10 η Teilchendurchmesser) wurden in einer 15 %-igen Lösung von Polyäthylenimin 6 in Methanol geschwenkt und entgast, danach herausfiltriert und in einem Trichter bei reduziertem Druck luftgetrocknet. Das überzogene , nicht-vernetzte Produkt wurde in acht 270 g-Proben unterteilt, worauf Jede dieser Proben mittels eines verschiedenen Mittels wie folgt vernetzt wurde:

Probe A; In 5 ml Dioxan, die 2 mMol 2-Methyl-2-Nitro-1,3-Propandiol enthielten, geschwenkt und entgast. Die

030048/0568

Mischung wurde drei Tage lang bei Raumtemperatur belassen, und dann wurde sie 30 Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Das Produkt wurde mittels Filtrierung gewonnen und dann mit Azeton, Wasser, Diäthylamin, Wasser und wieder Azeton gewaschen und dann luftgetrocknet.

Probe B; In 5 ml Dioxan, die 2 mMol 1,3-Dibrompropan enthielten, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde 2.1+ Stunden lang bei Raumtemperatur belassen, dann 30 Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Das Produkt wurde dann filtriert und wie Probe A gewaschen.

Probe C; In 5 ml Dioxan, die 2 mMol Dithiobis (Succinimidylpropionat) enthielt, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde 2k Stunden lang bei Raumtemperatur belassen, dann wurde sie filtriert und wie Probe A gewaschen.

Probe Dt In 5 ml Dioxan, die 2 mMol Äthylenglycol-Diglycidiläther enthielt, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde 2/f Stunden lang bei Raumtemperatur belassen, dann /fO Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Das Produkt wurde dann filtriert und wie Probe A gewaschen.

030048/0568

Probe E: In 5 ml Dioxan, die 2 mMol Zyanchlorid (cyanuric chloride) enthielten, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde Zk Stunden lang bei Raumtemperatur belassen, dann herausfiltriert und mit Methanol, Wasser, Diethylamin, Wasser, Methanol und Azeton gewaschen, und dann luftgetrocknet.

Probe F; In 5 ml O,01-molaren Natriumboratpuffers (pH-Wert = 9,2), der 5 mMol Dimethyladipimidat-Dihydrochlorid enthielt, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde Zk Stunden lang bei Raumtemperatur belassen, dann filtriert. Das Produkt wurde mit Wasser, Diäthylamin, Wasser und Azeton gewaschen, dann luftgetrocknet.

Probe G; In 5 ml Dioxan, die 2 mMol Epichlorhydrin enthielten, geschwenkt und entgast. Die Mischung wurde 1,5 Tage bei Raumtemperatur belassen, dann ifO Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Das Produkt wurde dann filtriert und wie Probe A gewaschen.

Probe H (Kontrollprobe); In 5 ml Dioxan, die kein Vernetzungsmittel enthielten, geschwenkt und entgast, 30 Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt, filtriert und wie Probe A gewaschen. Dann wurde das Produkt luftgetrocknet.

030048/0563

Die Produkte wurden bezüglich ihrer Hämoglobin- und Pikrinsäure-IEC untersucht, und. die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt:

Tabelle 2. IEC von Polyäthylenimin 6-Überzügen auf LiGhrospher Si 500 (10λΐ Teilchendurchmesser), mittels verschiedener Reagenzien vernetzt

Probe Vernetzungsmittel

IEC/g überzogenen Trägers Pikrinsäure Hämoglobin «Mole mg

A 2-M_ethyl-2-Nitro-1,

	3-Propandiol	1030	61
B	1,3-JDibrompropan	1850	58
C	Dithiobis (Succin- midylpropionat)	620	30
D	Ithylenglycol-Di- glycidyläther	1580
E	Zyanharn chiοrid	362	26
F	Dimethyladipimidat- Dihydro chlorid	*f31	79
G	Epichlorhydrin	860
H	(fehlt)	16	16

Aus Tabelle 2 geht hervor, daß das Diepoxydharz, der Nitroalkohol und das Alkylbromid-Vernetzungsmittel zu guten Anionaustauschüberzügen führte, sowohl für kleine MoIe-

030048/0568

kttle, als auch für Eiweißstoffe. Die anderen Vernetzungsmittel waren für den Zweck weniger geeignet. Dimethyladipimidat-Dihydrochlorid war ein anomaler Fall und führte zu einem überzug mit einer niedrigen Kleinmolekül-IEC, aber einer hohen Protein-IEC.

In einem ähnlichen Experiment wurden verschiedene Epoxydharze als Vernetzungsmittel miteinander verglichen. 1,2 g LiChrosorb SI 100 (30/U Teilchendurchmesser) wurden mit Polyäthylenimin 6 aus einer 5 %-igen Lösung in Methanol überzogen. 130 mg Proben des Produkts wurden dann in 5 ml von 10 %-igen (w/v) Lösungen von Epoxydharzen in Dioxan geschwenkt und entgast. Die Mischungen wurden 16 Stunden bei Raumtemperatur belassen, dann If5 Minuten lang auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Die Produkte wurden mittels Filtrierung gesammelt und dann mit Azeton, Wasser und wieder Azeton gewaschen und dann luftgetrocknet. Mittels des Pikrinsäureverfahrens wurde die IEC der Produkte ermittelt, und die Ergebnisse in Tabelle 3 zusammengefaßt:

030048/05SS

Tabelle 3. IEC von Polyäthylenimin 6-überzügen auf LiChrosorb Si 500 (30,u Teilchendurchmesser) , die mitreis verschiedener Epoxydharzen vernetzt wurden

Epoxydharz-Vernetzungsmittel Pikrinsäure-IEC, ,uMole

/g überzogenen Trägers

Pentaerythritol-

Tetraglycidyläther 1^-20

Epon 826 (Bisphenol A-

Diglycidyläth er) 1k20

Glyceryl-Diglycidyläther
Äthylenglycol-Diglycidyläther 1510 Epon 812

Keiner der überzüge unterschied sich wesentlich von den anderen bezüglich seiner Kleinmolekül-IEC. Daraus kann gefolgert werden, daß jedes polyfunktionale Epoxydharz mit Polyäthylenimin 6 einen guten, vernetzten Anionaustauschüberzug bildet. Der mit Epon 826 erzeugte überzug wäre ungeeignet für Proteinchromatographie, da er aromatische Reste enthält; er könnte jedoch für bestimmte Spezialanwendungsgebiete nützlich sein.

Die in den Tabellen 2 und 3 beschriebenen Vernetzungsmittel werden bezüglich ihrer allgemeinen Struktur (wie bisher beschrieben) in Tabelle 4 zusammengefaßt:

030048/0568

Tabelle if. Strukturelle Eigenschaften verschiedener Vernetzungsmittel

Vernetzungsmittel (Typ) AB C D

1. 2-Methyl-2-Nitro-1,3-Propandiol

-OH -OH -NO₂ -CH₃

2. 1,3.Dibrompropan (A=B^C=D)

-Br -Br -H -H

3. Dithiobis (Succinmidylpropionat) (A=B)

O °vX O °v^_

s ι W -^—j

, J -_c.o._NJ ...

4. Ä'thylenglycol-Diglycidyläther (A=B) Glycidyl Glycidyl — —

5. Zyanharnchlorid (A=B=C)

-Cl -Cl -Cl

6· Dimethyladipimidat-Dihydrochlorid (A=B)

β θ Φ θ
KH₂Cl NH₂Cl

-C-OCH₃ · -C-OCH₃
7. Epichlorhydrin

-CH-CH₂ -Cl -H -H

8. Pentaerythrityl-Tetraglycidyläther (A=B=C=D) Glycidyl Glycidyl Glycidyl Glycidyl

9. Epon 826 (A=B^C=D)

Glycidyl Glycidyl -CH₃ -CH₃

10. Glyceryl-Diglycidyläther (A=B^C^D) Glycidyl Glycidyl -OH -H

030048/0683

-if2-

Fortsetzung Tabelle /f. A B

• C

11. Epon 812 (A=B)

Glycidyl Glycidyl nicht genau charakterisiert

Beispiel 5

Herstellung eines Polyäthylenimin-Hautüberzugs auf verschiedenen inorganischen Stoffen

200 mg Siliziumdioxid, oder Aluminiumhydroxid, oder Titandioxid (siehe unten) wurden in einer 10 %-igen Lösung von Polyäthylenimin 6 in Methanol geschwenkt und entgast. Die Stoffe wurden mittels Filtrierung gesammelt und auf einem Trichter bei reduziertem Druck luftgetrocknet. Die überzogenen Träger wurden in 10 %-igen Lösungen von Pentaerythritol-Tetraglycidyläther in Dioxan geschwenkt und vernetzt, 11 Stunde.n lang bei Baum temperatur belassen, und dann 50 Minuten auf einem Dampfbad, mit gelegentlichem Schwenken, erhitzt. Die Produkte wurden dann herausfiltriert, mit Azeton, Wasser und wieder Azeton gewaschen, und dann luftgetrocknet. Die Kleinmolekül-IEC der resultierenden Überzüge wurde mittels Pikrinsäure festgestellt, wie in Tabelle 5 dargestellt. Eine Probe von porösem Glas

030048/0568

«	3007869	Stoffe	Pikrinsäure-IEC,/uMole /g überzogenen Trägers	, führt ein Vergleich der
(controlled-pore glass) wurde	i ähnlich behandelt, außer daß	LiChrosorb Si 100 (10/U Teilchendurchmesser) '	1980	überzüge auf der Basis von Trägermasse statt Trägervolumen
die Vernetzung mittels einer	10 %-igen Lösung von Epon 812	Poröses Glas (5-10 /U Teilghendurchmesserj .. 100 ° Porendurchmesser)	1600
durchgeführt wurde· Es folgt	die Tabelle 5:	Spherisorb-Aluminium- hydroxid (10/U Teilchen durchmesser;⁷ 150 Α Po rendurchmesser)	780
Tabelle 5, IEC von vernetzten Polyäthylen- imin 6-überzügen auf verschiedenen inorganischen Trägern	Bio-Rad-Aluminiumhydroxid (basic alumina), Aktivi tätsklasse I (ifO /U Teil chendurchmesser)' (basisch)	660
Bio-Rad saures Aluminium hydroxid, Aktivitätsklasse I (ifO /U Teilchendurchmesser)	620
Corning Titandioxid (4O/6O Maschen; Porendurchmesser = 4OO JL)	290
Da Aluminiumhydroxid und Titandioxid eine höhere Dichte
als Siliziumdioxid aufweisen

O300A8/0B68

zu einer Unterbewertung der Leistung einer mit überzogenem Aluminiumhydroxid oder Titandioxid gefüllten Säule. Solche Säulen können für die Anwendung bei hohen pH-Werten geeignet sein, wo Siliziumdioxid nicht stabil ist.

Der Anionaustausch-Hautüberzug (wie z.B. in Beispiel 1 beschrieben) besitzt die folgenden Vorteile gegenüber Anionaustauschüberzügen auf Silanbasis mit zweivalenten Bindungen:

a) lonenaustauschkapazität (IEC): Die IEC eines Trägers mit einem Hautüberzug ist bis zu 20 mal größer als diejenige eines Trägers mit einem überzug aus aminhaltigem Silan. Dies gestattet die Resolution von einigen Verbindungen, wie z.B. Karbonsäuren, ohne einen Gradienten. Er bewirkt auch effizientere Trennungen von Stoffen, wie z.B. Proteinen und Nukleotiden, die mit Gradienten aufgelöst sind.

b) Reproduzierbarkeit: .Die IEC von verschiedenen Proben von HPLC-Trägern mit Hautüberzügen variieren um weniger als 10 %.

c) Dauerhaftigkeit: Anionaustauschüberzüge auf Silanbasis verschlechtern sich bei der Eluierung mit wässrigen Puffern. Keine derartige Verschlechterung wird bei Hautüberzügen

030048/0588

festgestellt, die in wässrigen Medien so stabil wie das darunterliegende Siliziumdioxid Bind. Säulen, die mit hautüberzogenen Teilchen gefüllt sind, haben eine wesentlich längere Lebensdauer als Säulen, die mit Stoffen auf Silanbasis gefüllt sind, woraus geschlossen werden kann, daß der Hautüberzug zu einem bestimmten Grad auch das darunterliegende Siliziumdioxid schützt«

Die Erfindung ergibt also einen Ionenaustauschüberzug hoher Kapazität, der auf alle porösen oder nicht-porösen, bei der Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie verwendeten inorganischen Stoffe aufgebracht werden kann.

In den vorangegangenen Beispielen wurde die Verwendung von verschiedenen Aminen, Vernetzungsmitteln bzw. inorganischen Stoffen beschrieben, und die Adsorption der Hautschicht durch eine zur Ionenanziehung alternative Kraft wurde auch beschrieben.

Bei den dargestellten Beispielen wurde die Adsorption des Amins und seine Vernetzung auf der Trägeroberfläche mit Hilfe von zwei verschiedenen Lösungen durchgeführt. Es ist jedoch möglich, einen Hautüberzug aus einer einzigen, Amin und Vernetzungsmittel enthaltenden Lösung herzustellen. Bei einem solchen Verfahren wird ein Träger in einer Lösung, die Polyäthylenimin 6 und ein polyfunktionales

030048/0568

Epoxydharz enthält, geschwenkt und entgast. Das Material wird mittels Filtrieren gesammelt und eine Stunde lang in einem Ofen bei 80° erhitzt. Das Produkt besitzt dann eine Pikrinsäure-IEC, die gleich derjenigen eines Stoffes ist, der in einer zweiten Lösung vernetzt wurde. Dies ist jedoch kein bevorzugtes Herstellungsverfahren, da es zu weniger reproduzierbaren Ergebnissen führt und zu einer Verklebung der Trägerteilchen miteinander führen kann.

Die Erfindung ist besonders geeignet für das Gebiet der Flüssigkeitschromatographie, wobei jedoch Stoffe mit einem hautförmigen Aminüberzug auch auf dem Gebiet der industriellen Abwasseraufbereitung verwendet werden könnten. Beispielsweise könnten preiswertes Siliziumdioxid mit einem derartigen Überzug zur Chelierung von Metallionen verwendet werden, wobei diese durch einfaches Filtrieren aus der Lösung entfernt werden können, und auch stark anionische Abwasserstoffe könnten auch mittels eines derartigen Verfahrens entfernt werden. Zusätzlich könnten industriell interessante Enzyme mit. Hilfe des gleichen preiswerten Siliziumdioxids mittels Adsorption gebunden werden. Solche Enzyme würden ihre Aktivität behalten, und nach ihrer Verwendung als Katalysatoren könnten sie durch einfaches Filtrieren der Mischung wiedergewonnen werden.

030048/0568

Wie aus der Torangegangenen Beschreibung hervorgeht, ergibt die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Hautüberzugs auf einem Trägermaterial, und einen verbesserten Träger mit einem dünnen überzug, der auf dem Trägermaterial adsorbiert und vernetzt ist.

030048/0568

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Hautüberzugs auf einem Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine Oberfläche aufweist, die eine Affinität für ein Adsorbat besitzt, daß die Oberfläche des Trägermaterials mit einem Adsorbat in Berührung gebracht wird derart, daß ein Hautüberzug des Adsorbats auf die Oberfläche adsorbiert wird, und daß der auf die Oberfläche adsorbierte Überzug auf der Oberfläche vernetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein inorganischer Träger ist, der der Gruppe aus Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid und Titandioxid angehört.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein inorganischer Träger ist, der der Gruppe aus LiChrospher Si 500 (10 Ai Teilchendurchmesser), LiChrosorb Si 100 (10/U Teilchendurchmesser),LiChrospher Si 100 (10/U Teilchendurchmesser), Chromosorb LC-6, Partisil 10, Vydyc. , Glas mit gesteuerter Porösität (5-10/u Teilchendurchmesser; 100 S Porendurchmesser), Spherisorb . Aluminiumhydroxid (10 Ai Teilchendurchmesser; 150 A Porendurchmesser), Bio-Rad basisches Aluminiumhydroxid, Aktivitätsklasse I (ifO/U Teilchendurchmesser), Bio-Rad saures

030048/0563

Aluminiumhydroxid, Aktivitätsklasse I (4-0 /u Teilchendurchmesser), Corning Titaniumdioxid (l^O/GO Maschen; Porendurchmesser= ifOO Ä) angehört.

/f. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat Funktionsgruppen aufweist, von denen eine mit der Oberfläche des Trägermaterials reagiert, um die Adsorption zu bewirken, und deren andere für die Vernetzung benutzt wird,

5>. Verfahren nach Anspruch Zf, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsgruppen miteinander gleich oder voneinander verschieden sein können.

6. Verfahren nach Anspruch /f, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung durch ein Vernetzungsmittel bewirkt wird, das eine Anzahl von Funktionsgruppen aufweist, die mit der Funktionsgruppe des für die Vernetzung verwendeten Adsorbats reagieren.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat ein Amin ist, das mit der Oberfläche des Trägermaterials in Berührung gebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß

030048/0588

das Amin aus der Gruppe Polyäthylenimin 6, 1,3-Diamin-2-Hydroxypropan, Tetraäthylenpentamin und Ä'thylendiamin stammt·

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf der Oberfläche vernetzt wird, indem die Oberfläche einem Vernetzungsmittel ausgesetzt wird, das aus der Gruppe AlkylbromLd, Epoxydharz und Nitroalkohol stammt«

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylbromid 1,3-Dibrompropan, und der Nitroalkohol 2-Methyl-2-Nitro-1,3-Propandiol sind.

11. Verfahren nach Anspruch 9i dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz ein polyfunktionales Epoxydharz ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz aus der Gruppe Pentaerythritol-Tetraglycidyläther, Epon 826 (Bisphenol-A-Diglycidyläther), Glyceryl-Diglycidylather, Äthylenglycol-Diglycidyläther und Epon 812 stammt.

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührung des Adsorbats mit der Oberfläche des Träger-

030048/0568

materials derart gesteuert wird, daß nur eine Monoschicht des Materials gleichmäßig auf der Oberfläche abgelagert wird, um den überzug zu bilden,

14· Verfahren nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorption des Adsorbats auf der Oberfläche selbstlimitierend ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat in einem Lösungsmittel enthalten ist, und daß die Adsorption wenigstens teilweise durch die Steuerung der Polarität des Lösungsmittel bewirkt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hautüberzug ein stabiler Ionenaustauschiiberzug für FlüssigkeitsChromatographie ist, wobei ein derartiger vernetzter, adsorbierter Überzug bezüglich seiner Dicke im wesentlichen eine Monoschicht darstellt.

17. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat mit dem Trägermaterial zwecks Bildung des Überzugs darauf in Berührung gebracht wird, bevor der Überzug dem Vernetzungsmittel zwecks Vernetzung des Überzugs auf der Oberfläche ausgesetzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

030048/0568

daß das Adsorbat und das Vernetzungsmittel miteinander vermischt werden, ehe das Adsorbat mit dem Trägermaterial in Berührung gebracht wird.

19. Verfahren zur Erzeugung eines Ionenaustausch-Hautüberzugs auf einem inorganischen Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen, deren Oberfläche eine Affinität für ein Adsorbat aufweist, aus der Gruppe Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid und Titandioxid stammen, daß die Teilchen in einer Lösung, die ein Adsorbat enthält, geschwenkt werden, so daß ein gleichmäßiger Hautüberzug auf der Oberfläche der Teilchen gebildet wird, wobei das Adsorbat aus der Gruppe Polyäthylenimin 6, 1,3-Diamin-2-Hydroxypropan, Tetraäthylenpentamin und Äthylendiamin stammt, daß die überzogenen Teilchen entgast werden, und daß die überzogenen Teilchen in einer ein Vernetzungsmittel enthaltenden Lösung geschwenkt werden, so daß der Überzug auf der Oberfläche vernetzt wird, wobei das Vernetzungsmittel aus der Gruppe Pentaerythritol-Tetraglycidyläther, Epon 826 (Bisphenol-A-Diglycidyläther), Glyceryl-Diglycidyläther, Äthylenglycol-Diglycidyläther, Epon 812, 1,3-Dibrompropan, 2-Methyl-2-Nitro-1,3-Propandiol und Dimethyladipimidat-Dihydrochlorid stammt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

030048/0563

daß die Teilchen eine Größe von zwischen ca, 5 und 2ifO /U Durchmesser aufweisen,

21. Verfahren nach Anspruch 19| dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung mit dem Adsorbat, nachdem die Teilchen in ihr geschwenkt wurden, filtriert wird, um die überzogenen Teilchen aus ihr zu gewinnen, daß die so gewonnenen Teilchen vor dem Schwenken in der Vernetzungslösung luftgetrocknet werden, daß die überzogenen Teilchen während einer bestimmten Zeit in der Vernetzungslösung belassen werden und dann erhitzt werden, daß die Vernetzungslösung mit den in ihr enthaltenen Teilchen filtriert wird, und daß die Teilchen mit dem vernetzten Überzug luftgetrocknet werden,

22., Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der überzogene Träger dazu verwendet wird, die Ionenaus t aus chkapazi tat von sowohl Kleinmolekülen als auch Proteinen zu prüfen,

23, Hautüberzogenes Trägermaterial, gekennzeichnet durch ein Trägermaterial, dessen Oberfläche eine Affinität für ein Adsorbat aufweist, und eine Hautschicht aus Adsorbat, die auf die Oberfläche des Trägermaterials adsorbiert und darauf vernetzt wurde.

03004S/0568

2k· Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger ein inorganischer Träger ist.

25. Trägermaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der inorganische Träger aus der Gruppe Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid und Titandioxid stammt.

26. Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse, inorganische Träger aus der Gruppe LiChrospher Si 500, LiChrosorb Si 100, LiChrospher Si 100, Chromosorb LC-6, Partisil 10, Vydac_t , Glas mit gesteuerter Porösität, Spherisorb Aluminiumhydroxid, Bio-Rad basisches Aluminiumhydroxid, Aktivitätsklasse I, Bio-Rad saures Aluminiumhydroxid, Aktivitätsklasse I, und Corning Titandioxid stammt.

27. Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Teilchen mit ca. 5-2^0/U Teilchendurchmesser besteht,

28. Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Hautüberzug aus Adsorbat eine gleichmäßige, stabile und durchgehende Haut auf dem Träger bildet.

29. Trägermaterial nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Haut aus einem Film organischer MoIe-

030048/0568

kiile auf der Oberfläche des Trägers besteht, wobei der Film eine Dicke von ca. einem bis zu mehreren Molekülen besitzt, wobei benachbarte Moleküle miteinander vernetzt sind.

30. Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat wenigstens zwei Funktionsgruppen aufweist, von denen eine für die Adsorption des Adsorbats auf der Oberfläche des Trägers vorgesehen ist, während die andere die Vernetzung des Adsorbats bewirkt,

31. Trägermaterial nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsgruppen zueinander gleich oder voneinander verschieden sind.

32. Trägermaterial nach Anspruch 31 > dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat mittels eines Vernetzungsmittels mit verschiedenen Funktionsgruppen vernetzt wird.

3J>· Trägermaterial nach Anspruch 23t dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbat ein Amin ist.

34. Trägermaterial nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Amin aus der Gruppe Polyäthylenimin 6, 1,3-Diamin-2-Hydroxypropan, Tetraäthylenpentamin und Ä'thylen-

030048/0568

diamin stammt.

35» Trägermaterial nach Anspruch Z3* dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein Vernetzungsmittel aufweist.

36. Trägermaterial nach Anspruch 2.3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel aus der Gruppe Alkylbromid, Epoxydharz und Nitroalkohol stammt,

37. Trägermaterial nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungsmittel aus der Gruppe Pentaerythritol-Tetraglycidyläther, Epon 826 (Bisphenol-A-Diglycidyläther), Glyceryl-Diglycidyläther, Äthylenglycol-Diglycidyläther, Epon 812, 1,3-Dibrompropan, 2-Methyl-2-Nitro-1,3-Propandiol und Dimethyladipimidat-Dihydrochlorid stammt«

38· Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der überzogene Träger einen stabilen Ionenaustauschüberzug für die Flüssigkeitschromatographie aufweist.

39. Trägermaterial nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug im wesentlichen Monoschichtdieke besitzt.

030048/0568

40. Chromatographisches Füllmaterial, gekennzeichnet durch einen inorganischen Träger mit einer Oberfläche, wobei der Träger aus der Gruppe Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid und Titandioxid stammt, und durch eine dünne Schicht eines Amins, das auf das inorganische Trägermaterial adsorbiert und auf ihm vernetzt ist, wobei das Amin aus der Gruppe Polyäthylenimin 6, 1,3-I⁾iamin-2-Hydroxypropan, Tetraäthylenpentamin und Äthylendiamin stammt, und wobei das Amin durch ein aus der Gruppe Alkylbromid, Epoxydharz und Nitroalkohol stammendes Vernetzungsmittel vernetzt wird.

41· Chromatographisches Füllmaterial nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxydharz aus der Gruppe Pentaerythritol-Tetraglycidyläther, Epon 826 (Bisphenol-A-Diglycidyläther), Glyceryl-Diglycidyläther, Äthylenglycol-Diglycidyläther und Epon 812 stammt.

42. Chromatographisches Füllmaterial nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet,' daß die dünne Schicht im wesentlichen eine gleichmäßige Monoschicht darstellt.

030048/0568