JPS591429A - 生物学的物質の担体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は生物学的物質を担持するための担体の製造方法
に関する。

有機物からなる表面を有する粒子（以下有機物粒子とい
うＪ、例えば重合体粒子は、生物学的物質の担体として
、しばしば用いられる。例えば重合体粒子を担体として
、抗原、抗体などの免疫学的反応性物質、酵素、微生物
又は生物細胞などの生物学的物質を担持させたものが、
免疫学的凝集反応又は免疫学的凝集阻止反応などを利用
した免疫学的凝集反応、アフィニティークロマトグラフ
ィー、酵素または微生物による醗酵、細胞の培養などに
利用されている。

一般に有機物粒子、例えば重合体粒子を上記生物学的物
質など（以下担持物質という）と結合させ有機物粒子に
担持物質を担持させる方法は、物理的あるいは化学的な
結合法によって行なわれる。そのさい、有機物粒子の表
面積とその表面の物理的又は化学的性質によって有機物
粒子の単位体積当りの担持能力が異なってくる。

有機物粒子が球形である場合には、単位体積当りの表面
積は、その粒子径によって支配される。

また有機物粒子が重合体粒子である場合の表面の物理的
又は化学的性質は、重合体を形成する単量体として官能
基を有する単量体を用いることによってその表面の物理
的又は化学的性質を変化させ、それによって生物学的物
質に対する担持能力を調整している。しかし、有機物粒
子、例えば重合体粒子表面の物理的又は化学的性質を変
化させようとしても、重合系の単量体、重合媒質、重合
開始剤などに制約があるので、重合体粒子表面の物°理
的又は化学的性質の調整は、自ずから限られてくる。こ
のような種々の要因によって有機物粒子の担持能力を大
きく変化させることは極めて困難であった。

本発明者らは、有機物粒子に特定の処理を施すことによ
って、該有機物粒子の担持能力が極めて太きく変化する
ことを見出し、鉛量研究を行った結果、本発明に到達し
た。

すなわち本発明は有機物からなる表面を有する粒子をシ
ランカップリング剤及び／又はテ声ンカッグリング剤で
処理することを特徴とする生物学的物質の担体の製造方
法を提供するものである。

次に、本発明の詳細な説明する。

本発明において担体となる有機物粒子としては、通常重
合体にて構成される重合体粒子を用いるが、水に不溶で
あり、１だ粒子同士がお互いに凝集し粘着しないもので
あれば特に限定するものではない。また有機物粒子は充
填剤、例えば鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウ
ムなどの金属、これらの金属同士またはこれらの金属と
ランタン、ガドリニウムなどのランタン系列元素などの
他載属との合金、酸化鉄、酸化コバルト、酸化鉛、酸化
アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化テタ／など
の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケ
イ酸アルミニウムｓｂＡ酸ノくリウム、炭酸鉛、クロム
酸鉛、アルミン酸コバルト、塩化第１水銀などの金属塩
、硫化亜鉛、硫化カドミウムなどの金属硫化物、ニッケ
ルメタライズドアゾイエロー、レッドレーキＲ，パーマ
ネントレッド、２Ｂ。

２ｑ１銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリ
ーンなどの顔料又は金属キレート化合物などを含有した
ものでもよく、この場合の充填剤の粒子径は充填剤を含
有する有機物粒子より小さいことが必要であり、例えば
３０Ｘ〜５ｏＯＯ′に程度であることが望ましい。

上記重合体粒子を形成する単量体としては、通常ビニル
系単量体を用いる。このビニル系単量体としては、例え
ばスチレン、α〜メチルスチレン、ビニルトルエン、ク
ロロスチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化
合物、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸−２−ヒドロキンエチル
、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ビニル、メタ
クリル酸−２−（Ｎ、Ｎ−ジメチル）アミノエチル、エ
チレンクリコール−ジ−メタクリル酸エステル、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジ
ル、アクリル酸ビニル、アクリル酸−２−（Ｎ、Ｎ−）
メチル）アミノエテル、エチレングリコール−ジ−アク
リル酸エステルなどの不飽和カルボン酸エステル、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニルなど
の７・ロゲン化ビニル化合物、メタクリル酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマール酸などの不飽和カルボン酸、
メタクリルアミド、アクリルアミド、Ｎ−メチロールメ
タクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、メチ
レンビスメタクリルアミド、メチレンビスアクリルアミ
ド、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレンスルホ
ン酸ナトリウム、ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリド
ンなどのビニル系単量体を挙げることができ、これらを
２種以上併用してもよい。またブタジェン、イノグレン
、ピペリレンなどの共役ジエン化合物などを得られる重
合体粒子が互に凝集し粘着しない程度共重合してもよい
。

上記単量体の重合法は特に限定するものではないが、例
えば乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、溶液重合法
、溶液沈殿重合法などを挙げることができる。好ましい
重合方法は乳化重合法、懸濁重合法又は溶液沈殿重合法
であり、重合体粒子を直接得ることができる。

上記単量体のうち水溶性単量体を用いて、水性媒体中で
、乳化重合または懸濁重合を行なう場合には、水溶性単
量体の使用量は単量体の１０重量％以下が好ましい。油
中水型で乳化重合または懸濁重合法により水溶性単量体
を重合する時は、生成する粒子が水に可溶とならないよ
う、多官能性ビニル単量体を併用するとよい。

また塊状重合法又は溶液重合法で得られる重合体は粉砕
、再乳化などの方法により粒子状にすることが必要であ
る。

有機物粒子としては上記重合体粒子の他に、例えば赤血
球、でんぷん及びゼラチン、寒天、カラギーナン、カー
ドランなどの水溶性重合体の水溶液を油性媒体中に分散
し、必要に応じてホルマリン、グルタルアルデヒドエピ
クロルヒドリ／などを用いて架橋して得られる粒子など
を挙げることができる。

また、有機物粒子の粒子径は、必要とする粒子の表面積
、媒質中からの粒子の分離性などを支配するが、使用目
的に適したものであれば特に限定するものではないが、
通常は０．０５〜５００μ隔程度のものを使用する。な
お有機物粒子は、乾燥状態であっても、また媒体の中に
浸漬又は分散した状態であっても差支えない。また有機
物粒子はその表面に活性基、例えばカルボキシル基、ス
ルホン酸基、水酸基、アミノ基などが存在するものが望
ましいが、活性基が存在しくでいなくても支障はない。

これらの有機物粒子を処理するためのシランカップリン
グ剤及びチタンカップリング剤としては例えば下記（１
）式に示すようなシランカップリング剤及び下記（ＩＩ
１式に示すようなチタンカップリング剤などを挙げるこ
とができる。

Ｘ　ｎ　Ｓ　ｉ　Ｒ’４−ｎ（１） （Ｘはハロゲン原子、−ＯＲ又は−〇〇−Ｒで１ であり、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ′は
置換基を有する又は有さないアルキル基、アルケニル基
もしくはアリル基であり、例えば−（ＣＨ２）３ＮＨ２
、（ＣＨ２１３ＳＨ−（ＣＨ２１３ＮＨ−Ｃ２Ｈ５、（
ＣＨ２）３　ＮＨ（ＣＨ２１２ＮＨ２、を挙げることが
でき、ｎは１．２父は３である）。

（Ｒ“）ｍＴｉ　　几”４−　ｍ（ｎ）（Ｒ１′は置換
基を有する又は有さ々いアルコキシ基もしくはカルボキ
シ基であり、例えばＣＨ３０−１Ｃ２Ｈ５０−、Ｃ，Ｈ
２Ｏ−１Ｃ４Ｈ３０−１（Ｃ■■２０ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ
２）２ Ｃ２Ｈ３−Ｃ−ＣＩ−１２０−などを挙げることができ
、Ｒ”はアルキルカルボキシ基、置換ベンゼンスルホキ
シ基、置換フェノキシ基、不飽和カルボキシ基、アルキ
ルリン酸エステル基、アルキル亜リン酸エステル基であ
り、例えば を挙げることができ、ｍは１．２又は３である）。

またこれらシランカップリング剤又はチタンカップリン
グ剤の具体例としては、γ−（２−アミノエチル）アミ
ノグロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチ
ル）アミノプロピルメチルシトキシシラン、γ−アミノ
ーフ゛ロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニ
ルベンジルアミノエチル）−γ−アミノフ゛ロピルトリ
メトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラ／、ビニシト１ノエトキシシラン、ビニルトリ
ス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシ
グロビルトリメトギシシラン、β−（３，４−エボキシ
ンクロヘキンル）　ｘ−１−ル）　リメトキシシラン、
γ−メルカグトグロビルトリメトキシシラン、γ−クロ
ログロビルトリメトキシシラン、γ−ウレイドグロビル
トリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラ／、ビス
（トリメチルシリル）アミン、イングロビルトリステア
ロイルチタネート、イソグロビルトリトデシルベンゼン
スルホニルテタネート、イソグロビルトリス（ジオクチ
ルピロホスフェート）チタネート、テトラインズロピル
ビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオ
クチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、
テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）
ビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（
ジオクチルピロホスフェート）オキシアセテートチタネ
ート、ビス（ジオクチルピロホスフェート）エチレンチ
タネートなどを挙げることができる。

有機物粒子はシランカップリング剤及び／又はチタンカ
ップリング剤と接触させることによって処理する。有機
物粒子とシランカップリング剤及び／又はチタンカップ
リング剤との接触方法は特に限定するものではないが、
例えば下記方法を挙げることができる。

（１）　　有機物粒子をチタンカップリング剤及び／又
はチタンカップリング剤の溶液と混合する方法； この場合の混合条件は特に限定するものではないが、溶
液濃度としては、５〜５０重量％、溶液の溶媒としては
メタノール、エタノールなどの有機物粒子を溶解しない
溶媒を、溶液１００重量部に対する有機物粒子の混合量
は２〜３００重量部を、混合温度は５０Ｃ〜溶媒の沸点
を例示することができる。

なお有機物粒子を溶液と混合するに際しては有機物粒子
を乾燥してから混合するのが好ましい。

（２）有機物粒子の水分散液に、攪拌下、シランカップ
リング剤及び／又はチタンカップリング剤の水混和性有
機溶媒溶液を添下し混合する方法： この場合の混合条件も特に限定するものではないが、有
機物粒子の水分散液の有機物粒子濃度としては１〜８０
重量％を、水混和性有機溶媒溶液の溶媒としてはメタノ
ール、エタノール、イングロバノール、アセトン、メチ
ルエチルケトン、テトラヒドロフランなどの水と相溶す
る溶媒を、水混和性有機溶媒溶液の濃度としては５〜５
０重量％を、有機物粒子の水分散液１００重蓋部に対す
る水混和性有機溶媒溶液の添加量は３０〜２５０重量部
を、混合濃度は室温〜溶媒の沸点を例示することができ
る。

（３）Ｍ接物粒子の水分散液に、攪拌下、シランカップ
リング剤及び／又はチタンカップリング剤を直接添加混
合する方法： この場合の混合条件も特に限定するものではないが、有
機物粒子の水分散液の有機物粒子の濃度としては１〜８
０重量％を、シランカップリング剤及び／又はチタンカ
ップリング剤の添加量は有機物粒子１００重量部に対し
て１０〜３００重量部を、混合温度は室温〜１００Ｃを
例示することができる。

上記（１）〜（３）の方法などの方法により有機物粒子
とシランカップリング剤及び／又はチタンカップリング
剤を接触させたのち、有機物粒子を回収し、必要に応じ
て溶媒を除去し、水洗などによって洗浄する。このよう
にして得られるシランカップリング剤及び／又はチタン
カップリング剤で処理された有機物粒子は、担持物質に
対して優れた担持能力を有する担体となる。

上記により得られるシランカップリング剤及び／又はチ
タンカップリング剤で処理された有機物粒子からなる担
体に担持物質を担持させる方法は、通常の担持方法を用
いることができ、例えば室温で担体の水性分散液に担持
物質を添加し、担体と担持物質を接触させ、次いで水性
媒質と洗浄することにより担持させることができる。

以下、実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する
。

実施例１ 攪拌器、還流冷却器、滴下Ｆ斗、温度計を備えた１を容
の四日フラスコ中に、ポリビニルアルコールの３重量％
水溶液３００−を加える。四日フラスコ内部のポリビニ
ルアルコール水溶液ヲ＆拌しながら、スチレンｓｏ、ｙ
　、ジビニルベンゼン１５ｇ、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート５９％　ｔ−１”テシルメル力ブタン０．
５ｐ、ベンゾイルパーオキシド２ｇを混合した液を滴下
Ｆ斗より滴下する。滴下終了後３０分間さらに攪拌を続
け、有機相の粒子径が３〜５μｍの均一粒径になったと
ころで８５ｃに昇温し重合する。１２時間重合後、減圧
下に未反応単量体を回収し、遠心分離により重合体粒子
を分離し、３００−の温重合体粒子を水中に分散し、全
固形分含量（ＴＳＣと以下略す）を１０％に調整する。

この重合体分散液（ラテックスと以下称する）をラテッ
クス（１）とする。ラテックス（１）　３０ｄをとり、
これに、ｙ−（２−アミノエテル）アミノプロピルトリ
メトキシシランｌ−をエタノール１ｏ−に溶解した溶液
を攪拌しながら加え、９０ｃで２時間加熱する。次いで
重合体粒子を遠心分離し、５−の温水にて３回、１０−
のエタノールにて２回、５０−の温水にて２回洗浄し、
再びＴＳＣ１０％のラテックスに調整し、ラテックス（
ＩＴ）を得だ。

実施例２ 実施例１で調整したラテックス（１）を用い、実施例１
のｒ−（２−アミノエテル）アミノプロピルトリメトキ
シシランに代えてｒ−メルヵプトグロビルトリメトキシ
シランを用いた他は実施例１と全く同様に操作し、ラテ
ックスｍを得た。

実施例３ 実施例１で調整したラテックス（１）を３０耐用い、ｒ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン１屁をその
ま＼、攪拌下、ラテックス中に加え、９に’に２時間加
熱した。次いで重合体粒子を遠心分離し、２０＋Ｊのエ
タノールにて２回、２０−の温水にて１回洗浄した。そ
の後２．５％ＫＯＨ水溶液５（Ｗを加え２時間３０Ｃに
加熱した。遠心分離後３０ｄの温水にて３回洗浄した。

これを１０％ＴＳＣに調整し、ラテックス積を得だ。

実施例４ 実施例１で調整したラテックス（１）　３０−を遠心分
離し、分離した重合体粒子を９５チェタノール２０−に
て２回洗浄後、９５チエタノール加ｄ中に分散する。こ
の分散液にテトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１
−ブチル）ビス（ジ−トリデシルホスファイト）チタネ
ート１ｍｌを加え、２時間加熱還流を行なった。その後
遠心弁離し、３０−のエタノールにて３回２０ｖｒｌｌ
の温水にて２回洗浄する。これを水中に分散しＴｉｃ　
１０％に調整し、こうしてラテックス（■を得た。

実施例５ 実施例４にて用いたテトラ（２，２−ジアリルオキシメ
チル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシルホスファイト
）チタネートに代え、イソプロピルトリスデアロイルチ
タネートを用いた他は実施例４と全く同様に操作し、ラ
テックスｆＶＩを得た。

実施例６ 実施例４にて用いたテトラ（２，２−ジアリルオキシメ
チル−１−ブチルビス（ジ−トリデシルホスファイト）
チタネートに代えテトライソグロピルビス（ジオクチル
ホスファイト）チタネートを用いた他は実施例４と全く
同様に操作し、ラテックス■を得た。

実施例７ 牛血ｆｐｔｒグロブリンの１即／ｍｌの水溶液０．５ｄ
をそれぞれ上記ラテックス（１）〜ＭＩ５−中に加え、
室温にて１時間振盪する。次いで遠心分離して上溝液を
とり、波長２８０　ｎｍの吸光度（〜を測定する。別に
牛血？ｆｌｔｒグロブリン１ｌｆｉｌ／ｍβの水溶液０
．５ｍｇを水５ｄ中に加え、室温にて１時間振盪し上記
と同様に吸光度（Ｂｌを測定する。このようにして測定
することにより得られる吸光度（Ａ）及び吸光度（Ｂ）
を用い、下記式（］）によりラテックス（１）〜■中の
重合体粒子のｒ−グロブリン担持量を求めた結果を表−
１に示す。

表−１ 実施例８ 担体にｒ−グロブリンを化学的に結合させるために、５
ｑ６ＢｒｃＮの水溶液１−をそれぞれ上記にてｐＨ１１
に調整する。１０分間室温にて振盪し、遠心分離後水に
て洗浄し、水５−中に分散する。

これにそれぞれｒ−グロブリン１ｍ＋９／−水溶液０．
５ｍｌを加え、室温にて２時間振盪後、４℃にて１６時
間保った。遠心分離後上清液をとり、実施例７と同様に
ラテックス（Ｉ）及び（［Ｖ）中の重合体粒子の７−グ
ロブリン担持量を求めた結果を表−２に示す。

表−２ 実施例９ ＨｅＬａ　３８の細胞１．２Ｘ１０’個／−の浮遊液２
．０−をそれぞれ上記ラテックス（１）〜（ＶｉＤ２−
と混合し、３時間室温に保ったのち、ラテックスを遠心
分離し、水５−にて２回洗浄する。洗浄後の重合体粒子
にそれぞれトリプシン（１：　２５０　）の０．２５％
水溶液１ｍｌを加え、直ちに遠心分離し、分離した重合
体粒子を水４−中に分散し、室温に（９）分保ったのち
遠心分離して、上清を採取する。

ＨｅＬａ　３８の細胞１．２Ｘ１０’個／−の浮遊液を
２倍に希釈した液を１部採り、光学顕微鏡を用いて細胞
数を測定する。この細胞数を（Ａ）とする。

なお上記ラテックス処理後の上清液中の細胞数を（Ｂ）
とする。このように測定することにより得られる細胞数
ＦＡ）及び細胞数（Ｂ）を用いて下記式（２）によりラ
テックス（１）〜饅中の重合体粒子の細胞担持量を求め
た結果を表−３に示す。

表−３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機物からなる表面を有する粒子をシランカップリング
   剤及び／又はチタンカップリング剤で処理することを特
   徴とする生物学的物質の担体の製造方法。