JPH04283653A - リン脂質高分子からなるバイオセンサー被覆膜用材料及 びそれを用いたバイオセンサー被覆膜 - Google Patents
リン脂質高分子からなるバイオセンサー被覆膜用材料及 びそれを用いたバイオセンサー被覆膜Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
被覆膜に用いる高分子材料及びそれを用いたバイオセン
サー被覆膜に関するものである。
ーによる化学物質の計測や検出が行われている。様々な
形式のセンサーの中で、分子識別機能を利用したバイオ
センサーは、物質選択性が非常に優れているため、発酵
工業のみならず医療・生化学分野にも広く応用されてい
る。
ーは、センサー表面の被覆膜としてセルロース系及びポ
リウレタン系の高分子を利用している。このようなセン
サーを生体内の化学物質の計測に使用する場合、センサ
ー表面へのタンパク質及び血液細胞などの吸着による被
覆膜の物質透過性の低下が生じるため、生体内において
長期間使用することは不可能である。しかしながら、最
近ではバイオセンサーを人工臓器などに組み込んだ、体
内埋込型センサーの必要性が高まってきている。体内埋
込型センサーは、長期間体内に留置できなければならず
、この開発には、センサー表面に優れた生体適合性を付
与するという困難な課題が残されている。
たり体内に埋入し、生体内微量成分の変動を連続的かつ
鋭敏に計測することのできるバイオセンサーの開発にお
いて最重要課題である生体適合性の付与に不可欠な被覆
用高分子膜材料及びそれを用いたバイオセンサー被覆膜
を提供することを目的とする。
被覆膜材料は、リン脂質極性基を有する単量体である2
−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下
「MPC」という。)と疎水性の単量体であるメタクリ
ル酸n−ブチル(以下「BMA」という。)の共重合体
(以下「Poly(MPC−co−BMA)」という。 )からなることを特徴とするものである。
は、例えば、 Polym. J., 22, 355
(1990) 記載の方法に従い合成することができる
。即ち、MPC及びBMAを、好ましくは2:98〜5
0:50、更に好ましくは5:95〜40:60のモル
比で用い、好ましくはテトラヒドロフラン(以下「TH
F」という。)及びエタノールの混合溶媒中、開始剤、
好ましくはα, α’−アゾビスイソブチロニトリルの
存在下で、好ましくは60〜65℃で4〜20時間反応
させることにより合成することができる。
いて高分子膜、例えばセルロース系又はポリウレタン系
の高分子膜をコーティングすることにより、生体適合性
に優れたバイオセンサー被覆膜を得ることができるが、
その方法としては、例えば、溶媒留去法が挙げられる。
するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら制限する
ものではない。
の合成MPCとBMA、溶媒としてTHF及びエタノ
ール、開始剤にα, α’−アゾビスイソブチロニトリ
ル(AIBN)を、表1の割合で調製した。
をアルゴンで置換した後、封管し、60〜65℃にて1
5時間重合させた。得られた反応混合物をヘキサンとエ
ーテルの混合溶媒中にて再沈し、濾過後、乾燥して共重
合体を得た。合成した Poly(MPC−co−BM
A) の組成を決定するために、ポリエチレンシート上
にポリマーのエタノール溶液を流延し、溶媒を留去して
膜を作成した。この膜の表面組成をX線光電子分光計(
以下「ESCA」という。)にて、分析し、結果を表1
に示した。
−co−BMA)のコーティングPoly(MPC−c
o−BMA) の1%エタノール溶液に約3cm×3c
mに切ったキュプロファン(ENKA(独)製セルロー
ス膜)を30秒間浸した後、1時間自然乾燥し、その後
、1晩真空乾燥を行った。そしてコーティングした膜は
ESCAにて表面組成を分析し、結果を表3に示した。 試験例1 コーティング膜からの被覆ポリマーの溶出
試験 キュプロファンに Poly(MPC−co−BMA)
の組成比の異なる共重合体それぞれ2種ずつをコーテ
ィングした。
燥したものと、自然乾燥後、 100℃で5分間熱処理
してから真空乾燥したものとの2つの方法を行った。コ
ーティングしたキュプロファン膜を(2cm×2cm)
に切り出し、下記の4種の液3.0ml中にそれぞれ一
定時間浸漬した。 水
(3時間)熱水(約90℃)
(30分)40%エタノール水溶液 (3時
間)エタノール (3
時間)終了後、それぞれの溶出液についてリンの定量分
析を行い、キュプロファン膜は真空乾燥後、ESCAに
よる表面分析を行った。
を表2に示した。
されたポリマーの全量を知るためにコーティング膜を(
5mm×5mm)に切り出し、過塩素酸と反応させて、
同様にリンの定量を行った。得られた値から液中に溶け
出したポリマーの溶出率を算出した。次に、溶出試験後
真空乾燥させたコーティング膜をESCAにより膜表面
分析した結果を表3に示した。
40%EtOH、EtOH中においては溶出量も多く、
溶出後の膜表面の変化も明らかに認められるが、水中に
おいてはリンの溶出量も少なく、膜表面における組成の
変化もほとんどないことがわかる。またPoly(MP
C−co−BMA) 試料4(表1参照)について見る
と、水中での溶出率が20%近いのにもかかわらず、溶
出後の膜表面組成の変化は、極わずかである。このこと
から、水中においてポリマーは確かに脱落するものの、
その量は膜表面組成を大きく変化させるには至らないも
のと考えられる。 参考例1 (1)グルコースオキシダーゼ (GOD) 固定化膜
の作成 1.00mg/mlのGOD水溶液を調製し、その溶液
をシリンジで2mlとり、直径25mmのセルロースア
セテートのフィルターで濾過した。そのフィルターを取
り出し、直径6mmに切り出してGOD固定化膜として
使用した。GOD の固定化量は1.8μg であった
。 (2)キュプロファンを使用したグルコースセンサーの
作製 酸素電極に酸素透過性テフロン膜を取り付け、その外側
にGOD固定化膜、更にその外側をキュプロファン膜で
覆って図1に示すようなグルコースセンサーを作製した
。 (3)グルコースセンサーの機能性評価酢酸ナトリウム
緩衝液を45ml計りとり、恒温槽にて37℃に保ちな
がら酸素を10分間吸入し、その後、レコーダーで出力
電位を測定した。この測定を Poly(MPC−co
−BMA) でのコーティングの有無、それぞれの場合
について行った。
た溶液中の酸素濃度に対応したある一定の値を示す。し
かし、グルコース溶液を注入すると(1)式で表わされ
るグルコース〜GOD間の酵素反応により消費される酸
素量が電位の変化として図2のように示される。
ルコース濃度に依存するため、37℃におけるグルコー
ス濃度と60秒後の電位の変化量との関係を測定し、図
3に示した。図3から明らかなように、グルコース濃度
が50〜300mg/dlの範囲でグルコース濃度と電
位差との間に良好な直線関係が得られた。このことから
、50〜300mg/dlの範囲においては未知のグル
コース濃度を定量できることがわかる。またPoly(
MPC−co−BMA) をコーティングしたセルロー
ス膜を適用しても、この電位応答が変化しないことがわ
かった。 (4)擬似生体内環境下でのグルコースセンサーの機能
評価 リン酸緩衝液 (PBS) にアルブミン(4.5g/
dl)とγ−グロブリン(1.6g/dl)を溶かし、
生体内濃度に等しいタンパク質溶液を調製した。その溶
液20mlに酸素を吹き込んだ後、1.25g/dlの
グルコース溶液5mlを注入し、グルコース濃度が 2
50mg/dlになるようにした。この時の電位の変化
を3分間測定した。
中に浸漬し、定時間ごとに上記のような測定をした。血
液中と等しい濃度のタンパク質溶液中に長時間センサー
を浸した時の電位の変化を図4に示した。また、この結
果と比較するために、センサーをPBSだけに長時間浸
した時の電位の変化も同様に測定した。
MPC−co−BMA) でコーティングしたセルロー
ス膜を被覆した方では、実験開始後4時間迄、全く電位
変化量の低下が見られなかったのに対し、コーティング
をしていないセルロース膜では、実験開始直後から、電
位変化量が減少し、 Poly(MPC−co−BMA
) コーティング膜とは明らかに違う挙動を示した。ポ
リ(2−ヒドロキシエチル メタクリレート)(以下
「PHEMA」という。)コーティングした膜を使った
場合でも、やはり開始直後から電位変化量の低下が見ら
れた。30時間後の値を見ても、無コーティング、 P
HEMAコーティングの膜がそれぞれ12%、32%と
落ち込んだのに対し、Poly(MPC−co−BMA
)コーティング膜では、65%以上を維持していた。
られることは、第一にセンサー被覆膜へのタンパク質の
吸着による物質透過性の低下が考えられる。また、もう
一つの原因として長時間GODを37℃で維持したこと
による酵素活性の低下が挙げられる。ここで、タンパク
質溶液中での測定値とPBS中における測定値との差を
とり、図5に示した。これらの値は、タンパク質溶液中
での電位変化量の減少のうち、センサー表面へのタンパ
ク質吸着による物質透過性の低下だけに起因していると
考えられる。
−BMA) コーティング膜を被覆したセンサーでは、
血液中と等しい濃度のタンパク質溶液中における被覆膜
表面へのタンパク質吸着を原因としたセンサー機能の低
下は、皆無に等しいことがわかった。
いることにより、センサー表面へのタンパク質吸着によ
る被覆膜の物質透過性の低下を防止することができ、長
時間体内に留置できる体内埋込型センサーを提供するこ
とができる。
ングされたセルロース膜を被覆膜として用いたグルコー
スセンサーを示す図である。
である。
である。
の応答を示す図である。
電位変化量の減少を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 2−メタクリロイルオキシエチルホス
ホリルコリンとメタクリル酸n−ブチルの共重合体を含
むバイオセンサー被覆膜用材料。 - 【請求項2】請求項1記載のバイオセンサー被覆膜材料
でコーティングされた高分子膜からなるバイオセンサー
被覆膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046639A JP2947298B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | リン脂質高分子からなるバイオセンサー被覆膜用材料及びそれを用いたバイオセンサー被覆膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046639A JP2947298B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | リン脂質高分子からなるバイオセンサー被覆膜用材料及びそれを用いたバイオセンサー被覆膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283653A true JPH04283653A (ja) | 1992-10-08 |
| JP2947298B2 JP2947298B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=12752876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046639A Expired - Lifetime JP2947298B2 (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | リン脂質高分子からなるバイオセンサー被覆膜用材料及びそれを用いたバイオセンサー被覆膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2947298B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014582A1 (fr) * | 1994-11-07 | 1996-05-17 | Laboratoires Merck-Clevenot | Appareil automatique de dosage immunologique |
| JP2005006704A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Chisso Corp | 生体適合性材料及びこれを用いた医療用品 |
| JP2008139231A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Tokyo Medical & Dental Univ | 化学センサ及びバイオセンサ |
| WO2009142298A1 (ja) * | 2008-05-22 | 2009-11-26 | 学校法人 慶應義塾 | 吸着防止方法、吸着防止材、内壁コートキャピラリ、その製造方法、及び、リン酸化合物とアニオンの同時分析方法 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2006137222A1 (ja) | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Tokyo Medical And Dental University | 薬剤溶出速度制御方法、及び薬剤溶出性ステント被膜用組成物 |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3046639A patent/JP2947298B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2009281879A (ja) * | 2008-05-22 | 2009-12-03 | Keio Gijuku | 吸着防止方法、吸着防止材、内壁コートキャピラリ、その製造方法、及び、リン酸化合物とアニオンの同時分析方法 |
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