JPH0548245B2

JPH0548245B2 -

Info

Publication number: JPH0548245B2
Application number: JP60012496A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tajima; Takayuki Suzuki
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1993-07-21
Also published as: JPS61171707A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）微粒子の表面の官能基に生体関連タンパクであ
る抗原、抗体あるいは酵素を固定し、抗原・抗体
反応による免疫診断あるいは固定化酵素として酵
素反応に利用すること等ができるポリアクロレイ
ン微粒子の製造法に関する。（従来の技術）アクロレインは分子中に二重結合とアルデヒド
基が共存するため、そのポリマーは反応性に富み
反応性高分子を構成する成分として工業的に興味
が持たれて、最近では免疫に関連した利用法につ
いての研究がなされている。従来、アクロレインを水溶媒中で重合する場
合、一般に分散剤として陰イオン界面活性剤が用
いられ、又、生成するエマルジヨンの重合安定性
を向上させるために陰イオン界面活性剤と非イオ
ン界面活性剤とを併用することが試みられてい
る。又、ポリアクロレインの亜硫酸付加物を分散
剤として用いる方法も提案されている。（発明が解決しようとする問題点）アクロレインを水溶媒中で重合する際に、界面
活性剤を分散剤として使用した場合、生成するポ
リアクロレインエマルジヨンの電解質に対する安
定性に欠ける欠点を有している。更に、重合の際
に界面活性剤を分散剤として用いた場合、分散剤
の一部は、生成するポリアクロレインエマルジヨ
ンの微粒子の表面に吸着されており、タンパクを
ポリアクロレイン微粒子の表面につけるときにこ
の分散剤が不都合な影響を与える。無論、エマル
ジヨンに含まれる遊離の分散剤はイオン交換法、
透析法、洗浄等の技術を用いて除くことは可能で
あるが、分散剤を除去するとポリアクロレイン微
粒子の安定性は極端に悪くなり、粒子の変形、凝
集等が生じ実際上は使用不可能となる。又、アクロレインを水溶媒中で重合する際にポ
リアクロレイン亜硫酸付加物を分散剤として用い
る場合、ポリアクロレイン亜硫酸付加物の精製が
不充分であると、得られるポリアクロレインエマ
ルジヨンの微粒子の粒径分布が大きく又、二山分
布の粒子が得られることが多い。そのためにポリ
アクロレイン亜硫酸付加物の精製に長時間を要す
る欠点がある。（問題点を解決するための手段）アクロレインの重合は、ラジカル重合させた場
合

【式】１、２付加、ビニル型重合が優先して起こり、重合率が低く十分安定なエ
マルジヨンを得ることができない。アルカリを用
いた重合では

【式】１、２付加、ビニル型重合と

【式】３、４付加、アルデヒド型重合が混合して起こることが知られ、
ポリマー中にＣ＝Ｃ二重結合がかなり存在するポ
リマーが得られることが知られている。（高分子
加工22、725（1973））本発明者らは、アクロレインの重合法について
鋭意検討した結果、本発明を完成した。即ち、本発明は、水溶媒中でアクロレインを重
合する際に、亜硫酸水素イオンを発生する化合物
をアクロレインに対し0.5〜10重量％添加しフリ
ーラジカルを生ずる触媒を存在させずにアルカリ
性で重合することを特徴とするポリアクロレイン
微粒子の製造法に関する。本発明によれば、添加する亜硫酸水素イオンを
発生する化合物の量を上記の範囲内で調節するこ
とにより得られるポリアクロレイン微粒子の粒径
を容易にコントロールすることが出来、粒子径の
非常にそろつたポリアクロレインエマルジヨンが
得られる。更に、従来の界面活性剤を用いた場合
のようにタンパク結合時に不都合な影響を与える
こともない。本発明において、重合は水溶媒中で行うが、親
水性有機溶媒例えばメタノール、エタノール、ア
セトン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド等を少量併用することも可能
である。この場合、親水性有機溶媒の使用量は水
に対して25重量％以下とするのが好ましい。亜硫酸水素イオンを発生する化合物としては
種々の化合物が使用できる。例えば亜硫酸アルカ
リ金属塩、亜硫酸アルカリ土類金属塩、亜硫酸ア
ンモニウム塩等の亜硫酸の塩や亜硫酸等が使用で
きる。より具体的には、例えば亜硫酸水素ナトリ
ウム、亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウ
ム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸カリウム、ピロ
亜硫酸カリウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸カルシ
ウム、亜硫酸水素カルシウム、亜硫酸アンモニウ
ム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸等が挙げら
れる。本発明において、亜硫酸水素イオンを発生する
化合物を水溶媒中に添加すると亜硫酸水素イオン
が生じ、これがアクロレインと反応して付加物を
生じ、この付加物が優れた分散剤として使用して
いるものと思われる。亜硫酸水素イオンを発生する化合物の使用量
は、アクロレインに対して0.5〜10重量％の範囲
である。亜硫酸水素イオンを発生する化合物の添
加量をこの範囲内で変えることにより、得られる
ホリアクロレインエマルジヨン中のポリアクロレ
イン微粒子の粒径を例えば0.05ミクロンから４ミ
クロンまで自由にコントロールできる。本発明において、重合はアルカリ性下で行われ
る。亜硫酸水素イオンを発生する化合物を添加す
ることにより反応系がアルカリ性になる場合は、
そのまま重合を行えばよい。又、亜硫酸水素イオ
ンを発生する化合物を添加しても反応系がアルカ
リ性にならない場合は、アルカリを添加して反応
系をアルカリ性にすればよい。この場合、アルカ
リとしては特に限定されず種々のものが使用で
き、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
等の水酸化アルカリ金属、水酸化カルシウム等の
水酸化アルカリ土類金属、炭酸ナトリウム、炭酸
カリウム等の炭酸塩等の他、ピリジン、トリメチ
ルアミン等の三級アミン類も使用することができ
る。本発明において、アルカリ性下で重合を行う場
合、重合開始時の反応系のPHは12以下とするのが
好ましく、特に、重合開始時の反応系のPHが９〜
10.5となるようにするのが好ましい。反応系のPH
が高い程反応が早いが副反応としてカニツツアロ
反応が起こりやすく、また生成するポリアクロレ
イン微粒子も着色しやすくなる。また、反応系の
PHは反応の進行と共に下がるがPHを一定に保つ必
要はない。本発明において、アクロレインと溶媒の使用割
合はアクロレインの量を溶媒の使用量の100重量
％以下とするのが好ましい。重合反応は常温で行うのが好ましい。本発明によれば、１〜２時間という短あい重合
時間でアクロレインの刺激臭はほとんどなくなり
短時間で重合を完了することが可能である。本発明によつて得られるポリアクロレイン微粒
子はそのまま担体として用い抗原、抗体等で感作
させて免疫診断用検査薬とすることができるが、
ポリアクロレイン微粒子を更に安定化させるため
に本発明で得られるポリアクロレイン微粒子に他
の共重合可能なモノマーを共重合させ、その後抗
原、抗体等で感作させることも出来る。他の共重
合可能なモノマーとしては、例えばメチル（メ
タ）アクリレート、スチレン、エチル（メタ）ア
クリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−
エチルヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）
アクリロニトリル等が挙げられる。他の共重合可
能なモノマーは、ポリアクロレインに対し任意の
割合で使用する事ができるが、100重量％以下用
いるのが好ましい。ポリアクロレイン微粒子に他の共重合可能なモ
ノマーを共重合させる場合、共重合可能なモノマ
ーは本発明のアクロレインの重合がほとんど終了
した後に反応系に加えればよいが、アクロレイン
の重合途中又はアクロレインの重合を開始する前
に共重合可能なモノマーを加えておいてもよい。共重合可能なモノマーをポリアクロレイン微粒
子に共重合させる際に用いる開始剤としては過硫
酸塩、アゾ化合物、過酸化ベンゾイル等が適当で
あり、又、これらと還元剤を組合わせてレドツク
ス触媒を用いるとより効果的である。開始剤の使
用量としては、共重合可能なモノマーに対して
0.01〜３重量％、特に0.05〜１重量％が好まし
い。本発明で得られるポリアクロレイン微粒子の表
面にはアルデヒド基が多く存在するため、特に免
疫診断用検査楽の担体として有用であり、本発明
で得られるポリアクロレイン微粒子又はこれに他
の共重合可能なモノマーを共重合させて得た微粒
子を抗原又は抗体と接触させるだけで、微粒子表
面に抗原又は抗体を強固に固定させることができ
る。本発明で得られるポリアクロレイン微粒子は高
比重であり、これに抗原又は抗体を感作して得た
ものを診断用検査薬として赤血球に代えてマイク
ロタイター法による検査に用いた場合、特に優れ
た効果が得られる。即ち、本発明で得られるポリ
アクロレイン微粒子を担体として用いた場合、感
作した抗原又は抗体に対応した抗体又は抗原を含
有する血清あるいは尿をマイクロプレート上で連
続希釈した各ウエル中に一定量ずつ添加し混合後
静置すると１〜３時間にて明瞭な凝集像が現われ
る。（実施例）実施例１亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇを含有する水溶液
90ｇにアクロレイン10ｇ添加し、撹拌しながら１
％水酸化ナトリウムをPH＝10になるまで加え更に
撹拌を続け、３時間で重合が完結する。このとき
PHは7.8まで下がる。得られたポリアクロレイン
エマルジヨン中の少量の未反応アクロレイン及び
可溶性重合体を除去するため、遠心分離機にて
2500回転10分によりエマルジヨン粒子のみ沈澱さ
せ分散媒を水と交換する事によりポリアクロレイ
ンエマルジヨンを得た。この粒子径を走査型電子顕微鏡にて観察、測定
すると、1.96μでありほとんど粒径分布のない粒
子であつた。実施例２実施例１と同条件にて、亜硫酸水素ナトリウム
0.1ｇを使用して重合すると、ほとんど粒径分布
のない、粒子径3.2μのエマルジヨンが得られた。実施例３実施例１と同条件にて亜硫酸水素ナトリウム
0.5ｇを使用して重合すると、ほとんど粒径分布
のない、粒子径1.17μのエマルジヨンが得られた。実施例４実施例１と同条件にて亜硫酸水素ナトリウム
1.0ｇを使用して重合すると、ほとんど粒径分布
のない、粒子径が0.26μのエマルジヨンが得られ
た。実施例５実施例１において水酸化ナトリウムの代りに水
酸化ナトリウムを用いた以外は実施例１と同様に
して反応を行つたところ、実施例１と同様な結果
が得られた。実施例６実施例１において亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇ
の代りに亜硫酸ナトリウム0.24ｇを用い１％水酸
化ナトリウムを加えずにそのまま重合を行いその
他は実施例１と同様にして反応を行つたところ、
実施例１と同様な結果が得られた。実施例７実施例１において亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇ
の代りにピロ亜硫酸ナトリウム0.18ｇを用いた以
外には実施例１と同様にして反応を行つたとこ
ろ、実施例１と同様な結果が得られた。実施例８実施例１において亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇ
の代りに亜硫酸水素カリウム0.23ｇを用いた以外
は実施例１と同様にして反応を行つたところ実施
例１と同様な結果が得られた。実施例９実施例１において亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇ
の代りに亜硫酸カリウム0.3ｇを用い１％水酸化
ナトリウムを加えずにそのまま重合を行いその他
は実施例１と同様にして反応を行つたところ実施
例１と同様な結果が得られた。実施例 10 実施例１において、亜硫酸水素ナトリウム0.2
ｇを含有する水溶液90ｇの代りに亜硫酸水素ナト
リウム0.2ｇを含有するエタノール水溶液90ｇ
〔水：エタノール＝90：10（重量比）〕を用いた以
外は実施例１と同様にして反応を行つたところ実
施例１と同様な結果が得られた。実施例 11 実施例10においてエタノールの代りにアセトン
を用いた以外は実施例10と同様にして反応を行つ
たところ実施例１と同様な結果が得られた。実施例 12 実施例１において水酸化ナトリウムの代りに水
酸化カルシウムを用いた以外は実施例１と同様に
して反応を行つたところ、実施例１と同様な結果
が得られた。実施例 13 実施例１において、亜硫酸水素ナトリウム0.2
ｇの代りに亜硫酸アンモニウム0.26ｇを用いた以
外は実施例１と同様にして反応を行つたところ実
施例１と同様な結果が得られた。実施例 14 実施例１において、亜硫酸水素ナトリウム0.2
ｇの代りに二酸化イオウとして10重量％含有する
亜硫酸水溶液1.23ｇを用いた以外は実施例１と同
様にして反応を行つたところ実施例１と同様な結
果が得られた。比較例１過硫酸アンモニウムを用いて水中で重合したポ
リアクロレインの集塊物を水洗し１ｇ当たり2.5
ｇの亜硫酸水素ナトリウムを加え、撹拌溶解す
る。完全に溶解したら過し、液をセロフアン
チユーブに入れ蒸留水にて１昼夜透析し過剰の亜
硫酸水素ナトリウムを除いた。このようにして得
られたポリアクロレインの亜硫酸付加物を分散剤
として用い、この付加物0.2ｇを含有する水溶液
90部を用い実施例１と同様にしてアクロレインの
重合を行つた。得られたポリアクロレインエマル
ジヨンの微粒子の粒子径は2μ及び0.5μ付近を中心
とする二山分布のものであつた。実施例 15 亜硫酸水素ナトリウム0.2ｇを溶解した水溶液
90部にアクロレイン10部を添加し、撹拌しながら
１％水酸化ナトリウム水溶液をPH＝9.5になるま
で加え、そのまま３時間反応を続け、その後反応
溶器に窒素ガスを導入し、酸素を追い出し、メチ
ルメタクリレート２部、２％過硫酸アンモニウム
水溶液１部を添加し、反応温度50℃にて５時間、
65℃にて２時間重合を行いメチルメタリクリレー
トの共重合を完結させた。実施例１と同様に洗浄
し粒子径を測定したところ平均粒子径2.18μであ
りほとんど粒径分布のない粒子であつた。参考例１リウマチ因子の測定実施例３で得られたポリアクロレインエマルジ
ヨンを固形分濃度0.5％となる様に分散した
0.05Mリン酸緩衝生理食塩水（PBS）液１部と熱
変性ヒトガンマグロブリン（シグマ社ヒトガンマ
グロブリン63℃×10分熱処理可溶物）を５mg／ml
となる様に溶解したPBS溶液１部とを混合し37
℃×１時間ゆつくり振とうし、更に牛血清アルブ
ミン（BSA）１％PBS溶液１部を加え、更に37
℃×１時間振とうする。これを遠心分離
（1500rpm×5min）による沈渣をPBSにて３回洗
浄し、最終的に感作ラテツクス濃度0.5％となる
様に0.1％BSAを含有するPBS溶液に分散させ感
作ラテツクスを得た。別に96穴Ｖ型マイクロプレートに0.1％BSAを
含有するPBSを25μずつ各ウエルに添加し、第
１ウエルに同PBSにて10倍に希釈した正常ヒト
血清及びRA（＋）血清（３人混合）を25μ添加
し、ダイリユーターにて２倍連続希釈した。その
各ウエルに感作ラテツクスを25μずつ添加し、
ミキサーにて振とうし２時間常温で静置した。そ
の凝集像は以下の通りであつた。

【表】

【表】（発明の効果）本発明によれば、添加する亜硫酸水素イオンを
発生する化合物の量を調節することにより、得ら
れるポリアクロレイン微粒子の粒径を容易にコン
トロールすることが出来、粒径分布のほとんどな
い粒子径の非常にそろつた安定性に優れたポリア
クロレインエマルジヨンが比較的短時間に得ら
れ、更に臭気の強いアクロレインを短時間でほぼ
100％重合を完結させることができる。更に本発明に従つて得られるポリアクロレイン
微粒子の表面に抗原又は抗体を感作させる場合、
亜硫酸水素イオンを発生する化合物を使用したこ
とによる不都合な影響は生じない。

Claims

【特許請求の範囲】

１水溶媒中でアクロレインを重合する際に、亜
硫酸水素イオンを発生する化合物をアクロレイン
に対し0.5〜10重量％添加しフリーラジカルを生
ずる触媒を存在させずにアルカリ性で重合するこ
とを特徴とするポリアクロレイン微粒子の製造
法。