JPS61171707A - ポリアクロレイン微粒子の製造法 - 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】 （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
するエマルジョ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
エマルジョ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
ョ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。熱論、エマルジョンに含まれる
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ョ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先して起こ
り、重合率が低く十分安定なエマルジョンを得ることが
できない。アルカリを用い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
゜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添加しアルカ
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
子の製造性に関する。

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
イン微粒子の粒径な容易にコントロールすることが出来
、粒子径の非常に　　　ずそろったポリアクロレインエ
マルジョンが得られる。更に、従来の界面活性剤な州い
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１％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
れた分散剤として作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０．０５〜２０重量％用いるのが好まし
く、特に０．５〜１０重量％の範囲が好ましい。亜硫酸
水素イオンを発生する化合物の添加量を変えることによ
り、得られるポリアクロレインエマルジョン中のポリア
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ノ
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時間という短かい重合時間でア
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。

本発明によっ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１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カーできるが、１
００重量％以下用いるのが好まし　　　値い１ 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ッ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薬
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
かできる。

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
続希釈した各ウェ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０．２１を含有する水溶液９０？
にアクロレインＩＯ？添加し、攪拌しながら１％水酸化
ナトリウムをＩ）Ｈ＝ＩＯになるまで加え更に攪拌を続
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ョン中の
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２，５００回転１０分によりエマ
ルジョ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ョンを得た。

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った
。

実施例２゜ 実施例１と同条件にて、亜硫酸水素す）　ＩＪウム０．
１１を使用して重合すると、はとんど粒径分布のない、
粒子径３．２μのエマルジョンが得られた。

実施例３゜ 実施例１と同条件にて亜硫酸水素ナトリウム０．５９−
を使用して重合すると、はとんど粒径分布のない、粒子
径１．１７μのエマルジョンが得られた。

実施例４゜ 実施例１と同条件にて亜硫酸水素ナトリウム１．０９を
使用して重合すると、はとんど粒径分布のない、粒子径
が０．２６μのエマルジョンが得られた。

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カリ
ウムを用いた以外は実施例１と同様にして反応を行った
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】において亜硫酸水素ナトリウム０．２１の代り
に亜硫酸ナトリウム０．２４Ｐ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ったところ、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０．２９°代り
にゞ°亜硫酸ナトリ′”０・１８１を用　　　１ｊいた
以外は実施例１と同様にして反応を行ったところ、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す）　ＩＪウム０．２１の
代りに亜硫酸水素カリウム０．２３Ｐを用いた以外は実
施例】と同様にして反応を行ったところ実施例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す）　Ｉ）ラム０．２りの
代りに亜硫酸カリウム０．３１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ったところ実施例】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０．２ｇ−を
含有する水溶液９０りの代りに亜硫酸水素ナトリウム０
．２１を含有するエタノール水溶液９０ｙ〔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ったところ実施例１と同様な結果
が得られた。

実施例］　１゜ 実施例１０においてエタノールの代りにア七トンを用い
た以外は実施例１０と同様にして反応を行ったところ実
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っ
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０．２７の代
りに亜硫酸アンモニウム０．２６２を用いた以外は実施
例１と同様にして反応を行ったところ実施例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０．２１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
応を行ったところ実施例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２．５Ｐの亜硫酸
水素す）ＩＪウムを加え、撹拌溶解する。完全に溶解し
たら濾過し、炉液をセロファンチュ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０８２９を含有する
水溶′ｐ２Ｌ９０部を用い実施例１と同様にしてアクロ
レインの重合を行った。得られたポリアクロレインエマ
ルジョ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った。

実施例１５゜ 亜硫酸水素す）　ＩＪウム０．２ψを溶解した水溶液９
０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、その後反応容器に窒素ガ
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２．１
８μでありほとんど粒径分布のない粒子であった。

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ョンを固
形分濃度０．５％となる様に分散した０、０５ＭＩＪン
酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳｉ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℃Ｘ’
ＩＯ分熱処理可溶物）を５　ｍｇ／　ｒｎｌとなる様に
溶解したＰＢＳ溶液１部とを混合し３７℃×１時間ゆっ
くり振とうし、更に牛血清アルブミン（ＢＳＡ）１％Ｐ
ＢＳ溶ｉ’ｆｆｌ　　　　ｉ。

１部を加え、更に３７℃×１時間振とうする。

これを遠心分離（］　５００　ｒｐｍＸ５ｍｉｎ　）に
よる沈渣をＰＢＳにて３回洗浄し、最終的に感作ラテッ
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２５μｌずっ各ウェルに添加し、第１ウ
エルに同ＰＢ８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２５μｍ添加し、ダ
イリュータ−にて２倍連続希釈した。その各ウェルに感
作ラテツクスを２５μｍ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
あった。

ＲＡ　：　ハイランドＲＡテスト ＲＡＨＡ：　富士臓器製薬■を用いた。

Ｃ：　コントロール・希釈剤のみでの反応発明の効果） 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った安
定性に優れたポリアクロレインエマルジョンが比較的短
時間に得られ、更に臭気の強いアクロレイン１０部間で
ほぼ１００％重合を完結させることができる。

更に本発明に従っ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 (1)

【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添加し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。