JPH11322997A

JPH11322997A - 多孔質ビーズの製造方法

Info

Publication number: JPH11322997A
Application number: JP13183098A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Takada; 哲生高田
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】機能性官能基の種類及び導入量を幅広く調整
でき、数種類の機能性官能基を同時にビーズに導入でき
る上、粒径の制御が容易で生産性の高い、多孔質ビーズ
の製造方法を提供すること。【解決手段】活性エネルギー線重合性多官能化合物か
らなる架橋重合体形成材料（Ａ）と、イオン基、カルボ
キシル基、燐酸残基、アミノ基、糖残基及びアミノ酸残
基から成る群から選ばれる機能性官能基含有活性エネル
ギー線重合性化合物（Ｂ）と、相分離剤（Ｃ）とを混合
した均一な重合性溶液を、液滴状に吐出させ、これに活
性エネルギー線を照射し、次いで相分離剤（Ｃ）及び未
反応の重合性溶液を除去することからなる多孔質ビーズ
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品工業、電子工
業、廃水処理、人工臓器、医療等において、タンパク、
コロイド、バクテリア等の除去や回収、有害ガスの吸着
除去、脱色、水中の有害物質の回収除去、重金属の捕
集、タンパク、酵素、菌体等の固定化用担体、アフィニ
ティークロマトグラフィー用担体等の目的で使用され
る、多孔質ビーズの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】平均粒径が数μｍの多孔質微粒子の製造
方法として、特開昭５０−１２１７６号公報、及びジャ
ーナルオブポリマーサイエンスパートＡ−１、第６巻２
６８９頁、１９６８年（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌ
ｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ：ＰａｒｔＡ−１，Ｖｏ
ｌ．６２６８９（１９６８））に、水中油滴型エマル
ジョン重合法が提案されている。また、平均粒径が百か
ら数百μｍの多孔質粒子の製造法として、特開平１−２
７８５４１号公報に、ポリマー溶液を均一な大きさの液
滴として気相中に噴出させた後、凝固液中に侵入させて
凝固させる方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前者の方法で
は、重合性モノマーの溶剤が水に対し、ある溶解度以下
でならなければならないという制約や、水中の油滴があ
る程度の大きさ以下でないと安定なエマルジョンが得ら
れないという制約を受けるため、数百μｍから数ミリメ
ートルの粒径の多孔質粒子を作ることが困難である。ま
た、この方法では粒子の粒径や多孔質部の孔径を自由に
調節することも困難である。更に、この方法で用いられ
ているベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム等の溶剤
は、健康障害を生ずるおそれのある有害物である欠点が
ある。

【０００４】また、後者の方法では、粒子の粒径及び粒
径分布をコントロールすることは可能であるが、何ら機
能的な要素は持たないため、新たに機能性官能基を導入
する際には、多孔性粒子に対し表面処理等の方法を用い
る必要があり、処理工程が増え、生産コストが上がると
いった欠点がある。

【０００５】本発明者らは、活性エネルギー線照射によ
って重合性不飽和基を有する重合性化合物と相分離剤か
らなる均一な重合性溶液を、液滴状に吐出させ、これに
活性エネルギー線を照射することを特徴とする新規な多
孔質ビーズの製造方法（特開平６−２４８１０７号公
報）を提案した。この方法は、粒径や多孔質部の孔径を
容易に制御でき、しかも、エマルジョン重合法のよう
に、ベンゼンや四塩化炭素、クロロフォルム等の有害な
溶剤を使用しない特徴を持っている。

【０００６】しかし、上記の発明（特開平６−２４８１
０７号公報）には、多孔質ビーズに対する機能性官能基
の導入や、それに伴う新たな機能の発現については、言
及されていなかった。

【０００７】本発明が解決しようとする課題は、機能性
官能基の種類及び導入量を幅広く調整でき、数種類の機
能性官能基を同時にビーズに導入出来る上、粒径の制御
が容易で生産性の高い、多孔質ビーズの製造方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、機能性官能基の
種類や導入量等を幅広く制御でき、且つ得られた多孔質
ビーズに新たな機能を発見し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００９】即ち本発明は、上記課題を解決するため
に、（１）活性エネルギー線照射によって重合可能な不
飽和基を１分子中に２個以上有する重合性化合物からな
る架橋重合体形成材料（Ａ）と、イオン基、カルボキシ
ル基、燐酸残基、アミノ基、糖残基及びアミノ酸残基か
ら成る群から選ばれる機能性官能基及び活性エネルギー
線照射によって重合可能な不飽和基とを有する重合性化
合物（Ｂ）と、該架橋重合体形成材料（Ａ）に相溶もし
くは溶解するか、または該架橋重合体形成材料（Ａ）と
溶剤との均一溶液に溶解し、且つ、架橋重合体形成材料
（Ａ）に活性エネルギー線を照射することにより生成し
た架橋重合体とは相溶せず、更に活性エネルギー線に対
して不活性である相分離剤（Ｃ）とを混合した均一な重
合性溶液を、液滴状に吐出させ、これに活性エネルギー
線を照射し、次いで、相分離剤（Ｃ）及び未反応の重合
性溶液を除去することを特徴とする多孔質ビーズの製造
方法を提供する。

【００１０】また、本発明は、（２）液滴状に吐出させ
る方法が、重合性溶液を自由落下の途中で液滴となる条
件でノズルから押し出す方法であることを特徴とする、
上記（１）記載の製造方法を提供する。

【００１１】また、本発明は、（３）架橋重合体形成材
料（Ａ）１重量部に対して、相分離剤（Ｃ）を１〜５重
量部用いることを特徴とする、上記（１）又は（２）記
載の製造方法を提供する。

【００１２】また、本発明は、（４）重合性化合物
（Ｂ）が、イオン基を有する（メタ）アクリレート、カ
ルボキシル基を有する（メタ）アクリレート、燐酸（メ
タ）アクリレート、アミノ基を有する（メタ）アクリレ
ート、糖（メタ）アクリレート及びアミノ酸の（メタ）
アクリレートから成る群から選ばれる（メタ）アクリル
系重合性化合物であることを特徴とする、上記（１）、
（２）又は（３）記載の製造方法を提供する。

【００１３】また、本発明は、（５）架橋重合体形成材
料（Ａ）１重量部に対して、重合性化合物（Ｂ）を０．
０３〜３重量部用いることを特徴とする、上記（１）、
（２）、（３）又は（４）記載の製造方法を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用する架橋重合体形成材料（Ａ）は、
活性エネルギー線照射によって重合可能な不飽和基を１
分子中に２個以上有する重合性化合物（以下、重合性化
合物（Ａ）と称する）を必須成分として含むものであ
る。重合性化合物（Ａ）は、有機、無機を問わず、活性
エネルギー線の照射により重合しポリマーとなる物質で
あれば特に限定されず、ラジカル重合性、アニオン重合
性、カチオン重合性等任意のものであって良い。例え
ば、ビニル基、ビニリデン基、アクリル基、メタクリル
基（アクリル基とメタクリル基を併せて（メタ）アクリ
ル基と称する、（メタ）アクリレートも同様である）等
を有する重合性化合物が挙げられ、活性エネルギー線の
照射による重合速度の速いものが好ましい。

【００１５】本発明に用いられる重合性化合物（Ａ）の
具体例としては、ジエチレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレ
ート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
２，２’−ビス｛４−（メタ）アクリロイルオキシポリ
エチレンオキシフェニル｝プロパン、ジシクロペンテニ
ルジ（メタ）アクリレート等の、不飽和基を２個有する
重合性化合物、トリメチロールプロパントリ（メタ）ア
クリレート等の、不飽和基を３個有する重合性化合物、
ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等
の、不飽和基を４個有する重合性化合物、ジペンタエリ
スリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の、不飽和基
を６個有する重合性化合物の他、ビスフェノールＡ−ジ
エポキシ−（メタ）アクリル酸付加物等、エポキシ樹脂
の（メタ）アクリル酸エステル、ポリエーテル樹脂の
（メタ）アクリル酸エステル、ポリブタジエン樹脂の
（メタ）アクリル酸エステル、分子末端に（メタ）アク
リル基を有するポリウレタン樹脂等の、重量平均分子量
が５００〜５００００である重合性化合物が挙げられ
る。これらの化合物（Ａ）は単独で用いるほか、複数混
合して用いることも勿論可能である。

【００１６】更に、架橋重合体形成材料（Ａ）中に、活
性エネルギー線照射によって重合可能な不飽和基を１分
子中に１個有する重合性化合物を併用することもでき
る。併用することで、得られる多孔質ビーズの架橋密
度、耐圧性、耐熱性、耐溶剤性等を調節することができ
る。

【００１７】不飽和基を１分子中に１個有する重合性化
合物は、活性エネルギー線の照射により重合しポリマー
となる物質であれば特に限定されないが、具体例として
は、例えば、エチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ
（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレー
ト、ヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）
アクリレート、フェニルセロソルブ（メタ）アクリレー
ト、ｎ−ビニルピロリドン、イソボルニル（メタ）アク
リレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、
ラウリル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル
（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキ
シエチルハイドロフタレート、トリフルオロエチル（メ
タ）アクリレート等が挙げられる。

【００１８】本発明で使用される、重合性化合物（Ｂ）
は、イオン基、カルボキシル基、燐酸残基、アミノ基、
糖残基及びアミノ酸残基から成る群から選ばれる機能性
官能基及び活性エネルギー線照射によって重合可能な不
飽和基とを有するものであれば特に限定されることはな
いが、反応性の面から、（メタ）アクリル基を有する化
合物であることが好ましい。

【００１９】重合性化合物（Ｂ）の具体例としては、例
えば、スルホン酸ソーダエトキシ（メタ）アクリレー
ト、スルホン酸ソーダ−２−メチルプロパン−２−アク
リルアミド等の陰イオンを有する（メタ）アクリレー
ト、トリ−ブチル｛２−（メタ）アクリロイルオキシエ
チル｝ホスホニウムクロライド、ジメチルアミノエチル
（メタ）アクリレート四級化物等の陽イオンを有する
（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキ
シプロピルハイドロゲンフタレート、２−アクリロイル
オキシエチル琥珀酸、（メタ）アクリル酸、２−（メ
タ）アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロ
ゲンフタレート等のカルボキシル基を有する（メタ）ア
クリレート、モノ｛２−（メタ）アクリロイルオキシエ
チル｝アシッドホスフェート、１０−（メタ）アクリロ
イルオキシデシルジヒドロジェンホスフェート、β−
（メタ）アクリロイルオキシエチルフェニルリン酸等の
リン酸（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イ
ソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチレン
ビス（メタ）アクリルアミド等のアミノ基を有する（メ
タ）アクリレート、糖（メタ）アクリレート及びアミノ
酸の（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００２０】本発明で言う「糖（メタ）アクリレート」
とは、重合性化合物（Ｂ）の分子中に糖残基が共有結合
で結合されていることを示す。糖残基としては、例え
ば、グルコース、ガラクトース、マンノース等の単糖類
またはそれら単糖類の誘導体（例えばメチルグルコシド
等）の他、マルトース（麦芽糖）、セロビオース、ラク
トース（乳糖）、スクロース等の二糖類またはそれらの
誘導体、シクロデキストリン等のオリゴ糖またはそれら
の誘導体、デンプン等の多糖類等が挙げられる。

【００２１】糖アクリレートの具体例としては、例え
ば、６−（メタ）アクリロイル（１−Ｏ−）ｎ−ブチル
グルコシド、６−（メタ）アクリロイルグルコース、６
−（メタ）アクリロイルセロビオース、６，６’−ビス
（メタ）アクリロイルセロビオース等が挙げられる。

【００２２】また、本発明で言う「アミノ酸の（メタ）
アクリレート」とは、重合性化合物（Ｂ）の分子中にア
ミノ酸残基が共有結合で結合されていることを示す。ア
ミノ酸残基としては、例えば、トリプトファン、アラニ
ン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プ
ロリン、バリン、アルギニン、アスパラギン、アスパラ
ギン酸、システイン、シスチン、グルタミン酸、グルタ
ミン、グリシン、ヒスチジン、ヒドロキシリシン、ヒド
ロキシプロリン、リシン、セリントレオニンチロシン等
のアミノ酸及びそれらの誘導体、グリシルグリシン、グ
リシルアラニルフェニルアラニン等のペプチル及びポリ
ペプチド、アルブミン等のタンパク質が挙げられる。ア
ミノ酸（メタ）アクリレートの具体例として、例えばＮ
α−｛（メタ）アクリロイルオキシエチルアミノカルボ
ニル｝リシン、Ｎα−｛（メタ）アクリロイルオキシエ
チルアミノカルボニル｝フェニルアラニン等が挙げられ
る。これらの化合物（Ｂ）は単独で用いるほか、複数混
合して用いることも勿論可能である。

【００２３】上記機能性官能基を有する重合性化合物
（Ｂ）の使用により、多孔質ビーズにイオン交換性や、
低タンパク吸着性、生体適合性、タンパクや毒素、酵素
等に対する選択吸着性、アフィニティ−特性等の機能性
を付与することができる。更に、これらの化合物（Ｂ）
を複数組み合わせることや、その比率を変えること、あ
るいは、導入された機能性官能基（例えば糖残基）に更
にその他の官能基（例えばスルホン酸基）を導入するこ
とで、抗血栓性や光学活性、生理活性等新たな機能を付
与することができる。

【００２４】重合性化合物（Ｂ）の使用量については、
架橋重合体形成材料（Ａ）１重量部に対して０．０３〜
３重量部の範囲が好ましく、０．１〜１重量部が特に好
ましい。０．０３部未満では機能性官能基の機能が発現
しにくくなり、３部を超える量では、機能性官能基とし
て親水性の高いものを使用した場合にビーズが膨潤しや
すくなり、強度が不十分となったり、孔径の調節幅が狭
くなったりするため、好ましくない。

【００２５】本発明で使用される相分離剤（Ｃ）は、該
架橋重合体形成材料（Ａ）に相溶もしくは溶解するか、
または該架橋重合体形成材料（Ａ）と溶剤との均一溶液
に溶解し、且つ、架橋重合体形成材料（Ａ）に活性エネ
ルギー線を照射することにより生成した架橋重合体とは
相溶せず、更に活性エネルギー線に対して不活性なもの
であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ジ
イソブチルケトン等のジアルキルケトン類、カプリン酸
メチル等の脂肪酸アルキルエステル類、ポリエチレング
リコールのモノエステル、ポリエチレングリコールモノ
エーテル、グリセリンのモノ、ジ及びトリエステル、ア
ルコール類と水の混合液、ポリビニルピロリドンやポリ
エチレングリコール等の水溶性ポリマーとジメチルアセ
トアミド等の極性溶剤との混合物、等が挙げられる。こ
れら相分離剤（Ｃ）は、単独で用いるほか、複数混合し
て用いることも勿論可能である。

【００２６】相分離剤（Ｃ）は、ビーズの製造方法の違
い、用いる重合性化合物（Ａ）、（Ｂ）の種類や、必要
とされる重合性溶液の粘度、その他、添加剤の溶解性、
ビーズに必要とされる孔径や細孔の形状等により適宜選
択することができる。

【００２７】相分離剤（Ｃ）の使用量については、架橋
重合体形成材料（Ａ）１重量部に対して１〜５重量部の
範囲が好ましく、２〜３．５部が更に好ましい。１部未
満では孔の空隙率が低くなり、５部を超える量ではビー
ズの強度が不十分となり好ましくない。

【００２８】架橋重合体形成材料（Ａ）、機能性官能基
及び活性エネルギー線照射によって重合可能な不飽和基
とを有する重合性化合物（Ｂ）、及び相分離剤（Ｃ）等
の選択により、細孔径、強度、柔軟性、耐熱性、耐薬品
性、耐膨潤性、機能性等に優れたビーズを作ることがで
きる。

【００２９】重合体溶液、すなわち、架橋重合体形成材
料（Ａ）と、機能性官能基を有する重合性化合物（Ｂ）
と、相分離剤（Ｃ）の混合液には、必要に応じ、重合開
始剤、粘度調節剤、防黴剤、指示薬などその他の添加剤
を加えることもできる。

【００３０】本発明の多孔質ビーズの製造方法は、重合
性溶液を液滴状に、或いは自由落下の途中で液滴となる
条件で、ノズルから押し出して、該液滴に活性エネルギ
ー線を照射することを特徴とする製造方法である。ノズ
ルからの押し出しが噴霧であることも可能である。重合
性溶液は、例えば重合性溶液をガラスピペットから自然
滴下させてもよいし、送液ポンプを用いて送液しても良
い。

【００３１】多孔質ビーズの粒径は、ノズルの吐出口断
面積の大きさや吐出線速度を調節する事により制御でき
るし、重合性溶液の粘度を調節することによっても制御
できる。

【００３２】本発明の製造方法に用いられる活性エネル
ギー線としては、電子線、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可
視光線等を挙げることができる。中でも装置及び取扱の
簡便さから紫外線が好ましい。照射する紫外線の強度は
１０〜５０００ｍＷ／ｃｍ²が好ましく、照射時間は
０．０１から１０秒程度が好ましい。この場合、重合速
度を速める目的で、重合性溶液に紫外線重合開始剤を加
えることが好ましい。

【００３３】本発明に使用される紫外線重合開始剤とし
ては特に限定されることはないが、重合性溶液に溶解可
能なものが好ましい。具体的には、例えば、ｐ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、２，２’−ジエ
トキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−
１−フェニルプロパン−１−オン、ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトン等のアセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン、４，４’−ビスジメチルアミノベンゾフェノ
ン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサン
トン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチ
オキサントン等のケトン類、ベンゾイン、ベンゾインメ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベン
ゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、
ベンジルジメチルケタール等のベンジルケタール類等が
挙げられる。

【００３４】得られたビーズは、必要に応じ、洗浄によ
り細孔内に充填された相分離剤（Ｃ）、未反応の重合性
化合物（Ａ）や（Ｂ）、紫外線重合開始剤及びその他の
添加剤を除去する。洗浄剤は、相分離剤（Ｃ）、重合開
始剤、未反応成分及びその他の添加剤を溶解できるもの
であればよい。また、環境及び人体への影響をさける点
で、エタノール等のアルコール類や水を用いた方が好ま
しい。相分離剤（Ｃ）として水や水溶性物質を用いた場
合は、洗浄することなく用いる事が出来る。

【００３５】本発明で製造される多孔質ビーズは、０．
０１μｍ〜１０μｍの多数の連通孔を有するものであ
り、粒径は０．０１〜７ｍｍである。粒径の小さい多孔
質ビーズは、重合性溶液をノズルから噴霧し、活性エネ
ルギー線を照射することで得ることができる。

【００３６】また、本発明で製造される多孔質ビーズの
形状は必ずしも球とは限らず、回転楕円体、雨滴状、円
盤状、皿状、半球体その他任意の形状の粒子であり得
る。

【００３７】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明の範囲がこれにより限定されるもので
はない。

【００３８】［測定項目の定義］測定は次の方法により
行った。《元素分析》ビーズを構成する重合物の元素成分は、Ｘ
線励起による光電子分光法（ＥＳＣＡ）により測定し、
元素組成を原子の数の組成比で表した。装置は、島津製
作所（株）社製、Ｘ線光電子分析装置ＥＳＣＡ８５０型
を用いた。

【００３９】［実施例１］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量２０００、１分子内に平均して３個のアクリ
ル基を有するウレタンアクリレート（大日本インキ化学
工業（株）製、ユニディックＶ−４２６３）７６部、ヘ
キサンジオールジアクリレート（第一工業製薬（株）
製、ニューフロンティアＨＤＤＡ）１９部、機能性官能
基を有する重合性化合物（Ｂ）として、モノ（２−アク
リロイルオキシエチル）アシッドホスフェート（共栄社
化学（株）製のライトエステルＰＡ）３部、光重合開始
剤として、イルガキュアー１８４（チバガイギー社製）
２部、相分離剤（Ｃ）として、カプリン酸メチル１８０
部（和光純薬工業（株）製）を均一に混合し、重合性溶
液（１）を得た。

【００４０】〈多孔質ビーズの作製〉内径０．５３ｍｍ
のニードル状ノズルを使用し、重合性溶液（１）を２０
ｍｌ／分（吐出線速度１５１ｃｍ／秒）で窒素雰囲気中
に押し出したところ、ノズル直下では重合性溶液は円柱
状であり、ノズル下約１０ｃｍ以下のところで液滴とな
った。ノズル下３０〜６０ｃｍの範囲を、６ＫＷのメタ
ルハライドランプにより、波長３６５ｎｍの紫外線を集
光ミラーを用いて照射した。

【００４１】硬化したビーズは、ノズル下１００ｃｍの
位置にある、５０％エタノール水溶液の入った容器に落
下させた。得られたビーズを更にエタノール及び水にて
洗浄し、減圧下に乾燥させて、表面に光沢を有しない白
色のビーズを得た。

【００４２】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面は孔径約１μｍの網目状の構造となっており、切断し
た内部はポリマー微粒子が互いに接着した多孔質構造と
なっていた。微粒子間の隙間は約０．８μｍであった。

【００４３】このビーズの表面の元素比は、炭素
（Ｃ）：酸素（Ｏ）：窒素（Ｎ）：リン（Ｐ）＝７１．
６：２４．８：３．４：０．２であった。即ち、ビーズ
表面にリン酸基由来のリン（Ｐ）が検出された。

【００４４】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、１９．４ｍｇのアル
ブミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００４５】［実施例２］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量２０００、１分子内に平均して３個のアクリ
ル基を有するウレタンアクリレート（大日本インキ化学
工業（株）製、ユニディックＶ−４２６３）５６部、ヘ
キサンジオールジアクリレート（第一工業製薬（株）
製、ニューフロンティアＨＤＤＡ）１４部、機能性官能
基を有する重合性化合物（Ｂ）として、モノ（２−アク
リロイルオキシエチル）アシッドホスフェート（共栄社
化学（株）製、ライトエステルＰＡ）３０部、光重合開
始剤として、イルガキュアー１８４（チバガイギー社
製）２部、相分離剤（Ｃ）として、カプリン酸メチル１
８０部（和光純薬工業（株）製）を均一に混合し、重合
性溶液（２）を得た。

【００４６】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００４７】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面は孔径約１μｍの網目状の構造となっており、切断し
た内部はポリマー微粒子が互いに接着した多孔質構造に
なっていた。微粒子間の隙間は約０．８μｍであった。

【００４８】このビーズの表面の元素比は、Ｃ：Ｏ：
Ｎ：Ｐ＝６４：３１：２：３であった。即ち、ビーズ表
面にリン酸基由来のリン（Ｐ）が検出された。

【００４９】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、０．３ｍｇのアルブ
ミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００５０】また、０．３％の牛血清アルブミン水溶液
（ｐＨ３．５）を用いて、同様な吸着実験を行ったとこ
ろ、０．６５ｍｇのアルブミンがビーズに吸着されたこ
とが判明した。

【００５１】以上、実施例１，及び２の結果から、多孔
質ビーズへのリン酸基の導入量が増えるに従い、ビーズ
の親水性が増し、タンパク質との疎水性相互作用が弱く
なることが判明した。このことから、生体適合性の指標
の一つであるタンパク吸着量は、リン酸基の導入量によ
り制御できることが判明した。

【００５２】［実施例３］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量２０００、１分子内に平均して３個のアクリ
ル基を有するウレタンアクリレート（大日本インキ化学
工業（株）製、ユニディックＶ−４２６３）７７．６
部、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジアクリ
レート（第一工業製薬（株）製、ニューフロンティアＢ
ＰＥ−４）１９．４部、機能性官能基を有する重合性化
合物（Ｂ）として、スルホン酸ソーダエトキシメタクリ
レート（日本乳化剤（株）、ＡｎｔｏｘＭＳ−２Ｎ）
３部、光重合開始剤として、イルガキュアー１８４（チ
バガイギー社製）２部、相分離剤（Ｃ）として、２−プ
ロパノール（和光純薬工業（株）製）１００部と蒸留水
４０部との混合溶液を均一に混合し、重合性溶液（３）
を得た。

【００５３】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００５４】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面と切断した内部共に、ポリマー微粒子が互いに接着し
た多孔質構造となっていた。微粒子間の隙間は約２μｍ
であった。

【００５５】このビーズの表面の元素比は、Ｃ：Ｏ：
Ｎ：硫黄（Ｓ）＝７１：２４：４：１であった。即ち、
ビーズ表面にスルホン酸基由来の硫黄（Ｓ）が検出され
た。

【００５６】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、４．８ｍｇのアルブ
ミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００５７】同様にして、γ−グロブリンについて吸着
試験を行った結果、１．３ｍｇのγ−グロブリンがビー
ズに吸着されたことが判明した。

【００５８】同様にして、リゾチームについて吸着試験
を行った結果、１８．１ｍｇのリゾチームがビーズに吸
着されたことが判明した。

【００５９】以上の吸着試験の結果、スルホン酸基を持
った多孔質ビーズは、リゾチームに対して選択吸着性を
示していることが判明した。

【００６０】［実施例４］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、１分
子内に平均して３個のアクリル基を有するウレタンアク
リレート（大日本インキ化学工業（株）製、ユニディッ
クＳ９−４１４）９５部、機能性官能基を有する重合性
化合物（Ｂ）として、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート四級化物（共栄社化学（株）、ライトエステルＤＱ
−７５）５部、光重合開始剤として、イルガキュアー１
８４（チバガイギー社製）２部、相分離剤（Ｃ）とし
て、２−プロパノール（和光純薬工業（株）製）１００
部と蒸留水４１部との混合溶液を均一に混合し、重合性
溶液（４）を得た。

【００６１】〈多孔質ビーズの作製〉内径０．１６ｍｍ
のニードル状ノズルを用いたこと、及び重合性溶液
（４）を２２ｍｌ／分（吐出線速度１８３３ｃｍ／秒）
で押し出したこと以外は、実施例１と同様にして、表面
に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００６２】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．５
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面と切断した内部共に、ポリマー微粒子が互いに接着し
た多孔質構造となっていた。微粒子間の隙間は約２μｍ
であった。

【００６３】このビーズの表面の元素比は、Ｃ：Ｏ：Ｎ
＝５１：２１：２８であった。即ち、ビーズ表面に四級
アンモニウム塩基由来の窒素（Ｎ）が検出された。

【００６４】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、１．０ｍｇのアルブ
ミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００６５】また、０．３％の牛血清アルブミン水溶液
（ｐＨ３．５）を用いて、同様な吸着実験を行ったとこ
ろ、０．１５ｍｇのアルブミンがビーズに吸着されたこ
とが判明した。

【００６６】以上の吸着試験の結果から、正電荷を有す
る四級アンモニウム塩基を持った多孔質ビーズは、負の
電荷を持ったアルブミン（ｐＨ７．０）に対し、選択吸
着性を示すことが判明した。

【００６７】また、このビーズ１．０ｇを、５００ＥＵ
（エンドトキシンユニット）／ｄｌのエンドトキシン水
溶液１００ｍｌに入れ、室温において１５分撹拌し、生
化学工業（株）のウエールリーダーＳＫ６０１を用いて
水溶液中のエンドトキシン残量を測定したところ、０．
００５ＥＵ／ｄｌであった。すなわち、４９９．９９５
ＥＵのエンドトキシンがビーズに吸着されたことが判明
した。

【００６８】更に、このビーズ１．０ｇを、５００ｍｇ
／Ｌのビリルビン（黄疸の原因物質）水溶液（ｐＨ１
３）１００ｍｌに入れ、室温において２時間撹拌したと
ころ、２１．６ｍｇのビリルビンがビーズに吸着された
ことが判明した。

【００６９】［実施例５］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、カプ
ロラクトン変性トリス（アクリロイルオキシエチル）イ
ソシアヌレート（東亞合成（株）製、アロニックスＭ−
３２５）９０部、機能性官能基を有する重合性化合物
（Ｂ）として、ＥＯ変性フタル酸アクリレート（東亞合
成（株）製、アロニックスＭ−５４００）１０部、光重
合開始剤として、イルガキュアー１８４（チバガイギー
社製）２部、相分離剤（Ｃ）として、２−プロパノール
（和光純薬工業（株）製）１００部と蒸留水４１部との
混合溶液を均一に混合し、重合性溶液（５）を得た。

【００７０】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００７１】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面と切断した内部共に、ポリマー微粒子が互いに接着し
た多孔質構造となっていた。微粒子間の隙間は約２μｍ
であった。

【００７２】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、５．２５ｍｇのアル
ブミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００７３】以上の結果から、カルボキシル基を持った
多孔質ビーズは、タンパクに対し弱い吸着性を示し、抗
原（タンパクの一種）を固定化した免疫センサー等に利
用できることが判明した。

【００７４】［実施例６］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量２０００、１分子内に平均して３個のアクリ
ル基を有するウレタンアクリレート（大日本インキ化学
工業（株）製、ユニディックＶ−４２６３）６４部、ジ
シクロペンテニルジアクリレート（日本化薬（株）製、
カヤラッドＲ−６８４）１６部、機能性官能基を有する
重合性化合物（Ｂ）として、６−（メタ）アクリロイル
（１−Ｏ−）ｎ−ブチルグルコシド２０部、光重合開始
剤として、イルガキュアー１８４（チバガイギー社製）
２部、相分離剤（Ｃ）として、分子量１００００のポリ
ビニルピロリドン（東京化成工業（株））１００部と
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（和光純薬工業（株）
製）３００部の混合溶液を均一に混合し、重合性溶液
（６）を得た。

【００７５】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００７６】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面と切断した内部共に、ポリマーの網目状多孔質構造に
なっていた。表面の網の孔径は約１μｍであり、切断し
た内部の網目の孔径は約２μｍであった。

【００７７】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温２時間撹拌したところ、０．０１ｍｇのアルブミンが
ビーズに吸着されたことが判明した。

【００７８】すなわち、グルコシド基を有する多孔質ビ
ーズはタンパクをほとんど吸着しないため、タンパク吸
着によるビーズの目詰まりが起こリにくく、生体用カラ
ムとして利用できることが判明した。

【００７９】［実施例７］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量６００、１分子内に２個のアクリル基を有す
るエポキシアクリレート（共栄社化学（株）製、エポキ
シエステル３００２Ａ）６０部、エチレンオキサイド変
性ビスフェノールＡジアクリレート（第一工業製薬
（株）製、ニューフロンティアＢＰＥ−４）２０部、機
能性官能基を有する重合性化合物（Ｂ）として、Ｎα−
（メタクリロイルオキシエチルアミノカルボニル）トリ
プトファン２０部、光重合開始剤として、イルガキュア
ー１８４（チバガイギー社製）２部、相分離剤（Ｃ）と
して、分子量１００００のポリビニルピロリドン（東京
化成工業（株）製）１００部とＮ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド（和光純薬工業（株）製）３２０部との混合溶液
を均一に混合し、重合性溶液（７）を得た。

【００８０】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００８１】〈ビーズの特性）このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面と切断した内部共にポリマーの網目状多孔質構造にな
っていた。網目の孔径は約２μｍであった。

【００８２】このビーズの表面の元素比は、Ｃ：Ｏ：
Ｎ：＝７４：２１：５であった。即ち、ビーズ表面にト
リプトファン残基由来の窒素（Ｎ）が検出された。

【００８３】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、５．７ｍｇのアルブ
ミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００８４】同様にして、牛血清γ−グロブリンについ
て吸着試験を行った結果、３１ｍｇのγ−グロブリンが
ビーズに吸着されたことが判明した。

【００８５】以上の吸着試験の結果、トリプトファン残
基を持った多孔質ビーズは、γ−グロブリンに対して選
択吸着性を示していることが判明した。

【００８６】［比較例１］〈重合性溶液の調製〉重合性化合物（Ａ）として、重量
平均分子量２０００、１分子内に平均して３個のアクリ
ル基を有するウレタンアクリレート（大日本インキ化学
工業（株）製、ユニディックＶ−４２６３）８０部、ヘ
キサンジオールジアクリレート（第一工業製薬（株）
製、ニューフロンティアＨＤＤＡ）２０部、光重合開始
剤として、イルガキュアー１８４（チバガイギー社製）
２部、相分離剤（Ｃ）として、カプリン酸メチル１８０
部（和光純薬工業（株）製）を均一に混合し、重合性溶
液を得た。

【００８７】〈多孔質ビーズの作製〉実施例１と同様に
して、表面に光沢を有しない白色のビーズを得た。

【００８８】〈ビーズの特性〉このビーズは直径０．９
ｍｍであり、走査型電子顕微鏡で観察したところ、外表
面は孔径約１μｍの網目状の構造となっており、切断し
た内部はポリマー微粒子が互いに接着した多孔質構造に
なっていた。微粒子間の隙間は約０．８μｍであった。

【００８９】このビーズ１．０ｇを、０．３％の牛血清
アルブミン水溶液（ｐＨ７．０）１００ｍｌに入れ、室
温において２時間撹拌したところ、１８．１ｍｇのアル
ブミンがビーズに吸着されたことが判明した。

【００９０】また、０．３％の牛血清γ−グロブリン水
溶液（ｐＨ７．０）を用いて、同様な吸着実験を行った
ところ、１８．８ｍｇのγ−グロブリンがビーズに吸着
されたことが判明した。

【００９１】この結果より、機能性官能基を有しない多
孔質ビーズは、疎水性相互作用のみにより吸着が行われ
るため、タンパクに対し選択吸着性のないことが判明し
た。

【００９２】また、このビーズ１．０ｇを、５００ＥＵ
／ｄｌのエンドトキシン水溶液１００ｍｌに入れ、室温
において１５分撹拌したところ、水溶液中のエンドトキ
シン濃度は４８３ＥＵ／ｄｌであり、ビーズのエンドト
キシンに対する吸着性はほとんど見られなかった。

【００９３】更に、このビーズ１．０ｇを、５００ｍｇ
／Ｌのビリルビン（黄疸の原因物質）水溶液（ｐＨ１
３）１００ｍｌに入れ、室温において２時間撹拌したと
ころ、ビリルビンの吸着量は０．１ｍｇであり、ビーズ
のビリルビンに対する吸着性もほとんど見られなかっ
た。

【００９４】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、機能性官能
基の種類及び導入量を幅広く調整でき、且つ、数種類の
機能性官能基を同時に導入することも、粒径の制御も可
能である多孔質ビーズを、効率よく製造することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性エネルギー線照射によって重合可能
な不飽和基を１分子中に２個以上有する重合性化合物か
らなる架橋重合体形成材料（Ａ）と、イオン基、カルボ
キシル基、燐酸残基、アミノ基、糖残基及びアミノ酸残
基から成る群から選ばれる機能性官能基及び活性エネル
ギー線照射によって重合可能な不飽和基とを有する重合
性化合物（Ｂ）と、該架橋重合体形成材料（Ａ）に相溶
もしくは溶解するか、または該架橋重合体形成材料
（Ａ）と溶剤との均一溶液に溶解し、且つ、架橋重合体
形成材料（Ａ）に活性エネルギー線を照射することによ
り生成した架橋重合体とは相溶せず、更に活性エネルギ
ー線に対して不活性である相分離剤（Ｃ）とを混合した
均一な重合性溶液を、液滴状に吐出させ、これに活性エ
ネルギー線を照射し、次いで、相分離剤（Ｃ）及び未反
応の重合性溶液を除去することを特徴とする多孔質ビー
ズの製造方法。
【請求項２】液滴状に吐出させる方法が、重合性溶液
を自由落下の途中で液滴となる条件でノズルから押し出
す方法である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】架橋重合体形成材料（Ａ）１重量部に対
して、相分離剤（Ｃ）を１〜５重量部用いる請求項１又
は２記載の製造方法。
【請求項４】重合性化合物（Ｂ）が、イオン基を有す
る（メタ）アクリレート、カルボキシル基を有する（メ
タ）アクリレート、燐酸（メタ）アクリレート、アミノ
基を有する（メタ）アクリレート、糖（メタ）アクリレ
ート及びアミノ酸の（メタ）アクリレートから成る群か
ら選ばれる（メタ）アクリル系重合性化合物である請求
項１、２又は３記載の製造方法。
【請求項５】架橋重合体形成材料（Ａ）１重量部に対
して、重合性化合物（Ｂ）を０．０３〜３重量部用いる
請求項１、２、３又は４記載の製造方法。