基于硼团簇进行分离的材料和方法与流程

背景技术：

1、硼团簇是具有独特性质的多面体硼衍生物。在硼团簇类型中，特别感兴趣的是闭式-硼烷(尤其是10-和12-顶点笼)、闭式-碳硼烷(尤其是12-顶点笼)、金属碳硼烷和所选的巢式-硼烷。与相关的有机对应物相比，这些化合物表现出许多有利的性质，即：例如[闭式-b12h12]2–、[闭式-1-cb11h11]–和闭式-c2b10h12和metallabisdicarbollides[3,3'-m(1,2-c2b9h11)2]-(m＝co3+、fe3+等)的独特化学、电化学和热稳定性。硼团簇既表现出吸电子性质，又表现出给电子性质，这取决于团簇类型和键合到碳或硼原子上的取代基。可调谐的分子体积和几何与可调节的亲水性相结合使得能够微调含有这样的硼团簇的材料的性质。

2、硼团簇在生物学和医学中的应用令人感兴趣，例如用于治疗癌症的硼中子俘获疗法(bnct)。含有硼团簇的新型生物活性分子和潜在药物的开发是这一新兴领域中的实际研究的另一个主题。

3、据报道，许多多面体硼烷由于它们对生物化学过程的惰性而基本是无毒的(j.potential applications of the boron clustercompounds.chem.rev.1992,92,269–278)。对于肿瘤细胞中的硼富集，二十面体硼团簇由于其每分子的硼原子数高而非常有希望。在这一背景下，目前的研究集中于二十面体闭式-硼团簇，例如碳-闭式-十二硼烷、碳-闭式-十二硼酸根阴离子或闭式-十二硼酸根阴离子的使用。

4、碳-闭式-十二硼烷和碳-闭式-十二硼酸根阴离子的弱酸性ch单元可以去质子化，并因此为比较容易的取代化学和进一步衍生物提供了可能性(grimes,r.n.carboranes；第3版；academic press/elsevier inc.:london,uk,2016)。

5、合成了一系列用硼团簇或取代苯基修饰的腺苷衍生物，并且比较它们的物理化学性质和生物学性质。值得注意的是，检测到硼团簇的积极作用。这种结果是表明硼团簇是调节生物分子的性质的有用工具的一个实例。其提供了一种以开发新药为目的修饰核苷结构或其它生物分子的手段。

6、由于它们的特定性质，碳硼烷团簇作为超分子化学中的取代基和配体特别令人感兴趣。碳-闭式-十二硼烷和相关的二十面体硼团簇通常用作大体积药效团(bulkypharmacophores)，例如用于替代生物活性分子中的各种疏水单元。由于这些硼团簇的疏水性质，将12-顶点碳硼烷引入生物活性分子通常提高它们的体内稳定性和生物利用度，并增强药物与受体之间的相互作用。碳硼烷对酶致降解非常稳定。因此，硼团簇作为新药物的组分的用途在过去几年中不断增长。

7、已经报道了所选的硼团簇及其衍生物与血清白蛋白(哺乳动物血液中最丰富的蛋白质)的相互作用(goszczyński,t.m.；fink,k.；kowalski,k.；z.j.；boratyński,j.interactions of boron clusters and their derivatives with serumalbumin.sci.rep.2017,7,9800)。这一研究的结果证明，金属碳硼烷与白蛋白强烈相互作用。观察到的硼团簇与白蛋白相互作用的强度顺序如下：金属碳硼烷[m(c2b9h11)2]->碳硼烷(c2b10h12)>>十二硼酸根阴离子[b12h12]2-。金属碳硼烷特异性地与白蛋白的结合腔(binding cavity)相互作用，并且非特异性地与蛋白质表面相互作用。作者强调了该发现对于开发含有硼团簇的新生物活性化合物的重要性。

8、上述实例证明了硼团簇在各种领域中的应用的多样性。

9、但是，硼团簇在用于分离和/或纯化生物分子的色谱材料中的应用仍然是未知的，并且具有对所选生物药物分子及其纯化的高选择性潜力。

技术实现思路

1、本发明因此涉及硼团簇在用于分离和/或纯化靶分子的固定相中，特别是在固相萃取(spe)和色谱分离中的应用。这些分离材料具有对靶分子，例如生物分子及其纯化的高选择性潜力。

2、在团簇尺寸、几何、电荷、原子组成(全硼或具有杂原子的笼)和键合到团簇原子的取代基方面可有所不同的硼团簇优选经由连接子连接到粒子(基体材料)(图1)。

3、此外，本发明涉及包含硼团簇的固定相、包含所述固定相的分离装置和使用所述固定相或所述分离装置将靶分子与至少一种其它化合物分离的方法。

技术特征：

1.包含基体材料和至少一个硼团簇的固定相，其中所述硼团簇仅含有周期表的主族元素。

2.根据权利要求1所述的固定相，其中所述硼团簇具有选自闭式、巢式、蛛网式、叶式、hypercloso、联式，优选闭式、巢式或联式的团簇类型。

3.根据权利要求1或2所述的固定相，其中所述硼团簇含有至少一个不是硼原子的原子。

4.根据权利要求1至3所述的固定相，其中所述硼团簇的一个或多个氢原子被共价键合取代基替代。

5.根据权利要求1至4所述的固定相，其中所述至少一个硼团簇非共价或共价键合至所述基体材料。

6.根据权利要求1至5所述的固定相，其中所述至少一个硼团簇经由连接子键合至所述基体材料。

7.根据权利要求1至6的一项或多项所述的固定相，其包含接枝到所述基体材料上的聚合物链，其中所述聚合物链包含至少一个硼团簇。

8.根据权利要求1至7所述的固定相，其中所述基体材料是珠粒或膜。

9.包含根据权利要求1至8所述的固定相的分离装置，优选地，所述分离装置是色谱柱。

10.硼团簇用于分离和/或纯化靶分子的用途，其中所述硼团簇仅含有主族元素。

11.使用根据权利要求1至8所述的固定相分离和/或纯化靶分子的方法。

12.将靶分子与至少一种其它化合物分离的方法，其中使根据权利要求1至8所述的固定相与包含所述靶分子和所述至少一种其它化合物的液体接触，并且其中所述靶分子表现出的与所述固定相的相互作用不同于所述其它化合物的相互作用。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述固定相存在于色谱柱中，并且包含所述靶分子和所述至少一种其它化合物的液体流过所述柱，由此所述靶分子和存在于所述液体中的其它化合物根据它们与所述固定相的相互作用从所述柱中洗脱。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述方法通过向所述固定相加载一定ph和一定离子强度的水性加样缓冲液并用任选具有另外的添加剂的另一ph和/或另一离子强度的水性洗脱缓冲液洗脱所述靶分子来进行。

15.根据权利要求10所述的用途或根据权利要求11至14所述的方法，其中所述靶分子是蛋白质。

技术总结本发明涉及一种携带硼团簇的新型固定相。靶分子可以根据团簇类型和取代基与这种固定相相互作用。该固定相适用于SPE和色谱分离。技术研发人员：R·斯库达斯,A·霍尔兹格雷夫,M·舒尔特,F·凯普纳,T·克努普莱斯,M·海尔曼,M·芬泽,N·伊格纳季耶夫受保护的技术使用者：默克专利股份公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20