DE60314186T2

DE60314186T2 - Leuchtsubstanz- oder kontrastmittelhaltige latexpolymerpartikel und deren herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60314186T2
Application number: DE60314186T
Authority: DE
Inventors: Naoya Matsudo-shi SHIBATA; Yukio Moriya-shi Nagasaki; Kazunori Nakano-ku KATAOKA
Original assignee: NanoCarrier Co Ltd
Current assignee: NanoCarrier Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: DE60314186D1; AU2003292580A1; ATE363498T1; EP1582539B1; JP4963789B2; EP1582539A1; WO2004056894A1; JPWO2004056894A1; EP1582539A4; US20090179176A1; US7470763B2; US20060138381A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine anorganische Leuchtsubstanz oder Latexpolymerteilchen, die ein anorganisches Kontrastmittel enthalten und die insbesondere für die Erfassung von Komponenten von Organismen und für diagnostische Zwecke geeignet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Teilchen. Hierin sollen unter „Latexpolymerteilchen" Polymerteilchen verstanden werden, die dazu imstande sind, in einem wässrigen Medium einen Latex zu bilden.
Stand der Technik
Als ein Beispiel für Latexpolymerteilchen die ein anorganisches Metall enthalten und die bislang zu solchen Zwecken, wie für die Bestimmung bzw. Erfassung von Komponenten von Organismen und für diagnostische Zwecke, verwendet worden sind, können Teilchen genannt werden, die durch eine Emulsionspolymerisation zwischen einer organischen Schicht, in der ein hydrophobes vinylaromatisches Monomeres (das gegebenenfalls ein Comonomeres einschließen kann) und magnetische Teilchen dispergiert sind, und einer wässrigen Lösung, die einen Emulgator enthält, hergestellt werden. Bei einer derartigen Emulsionspolymerisation werden in Wasser unlösliche organische Komponenten so koexistieren gelassen, dass die magnetischen Teilchen in den Latexteilchen wirksam eingekapselt werden können (z.B. Patentdokument 1).
„Magnetische Teilchen" (die nach dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren synthetisiert werden) haben die Gestalt eines Polymer-beschichteten magnetischen Körpers und daher haben die magnetischen Teilchen in Abhängigkeit von der Teilchengröße des magnetischen Körpers als Kern unterschiedliche Größen. Es ist daher schwierig, die Größe der magnetischen Teilchen gleichförmig zu halten, und zwar insbesondere dann, wenn der magnetische Körper eine Teilchengröße hat, die in dem Bereich von 0,1 bis 1,0 μm liegt. Darüber hinaus ist der Synthesevorgang sehr kompliziert. Aus diesem Grunde ist schon ein anderes Verfahren zur Verfügung gestellt worden (z.B. gemäß dem Patentdokument 2), bei dem Latexpolymerteilchen, die aus Polystyrol oder einem Styrol-Butadien-Copolymeren bestehen, zuvor durch ein organisches Lösungsmittel und Erhitzen aufgequollen werden und dann ein Markierungsmaterial, wie eine magnetische Substanz und ein Leuchtmaterial, zugegeben werden und durch Rühren vermischt werden. Auf diese Weise wird das genannte Leuchtmaterial in der Nachbarschaft der Oberflächenschicht der Latexpolymerteilchen eingebettet.
Das Verfahren des Patentdokuments 1, bei dem eine Emulsionspolymerisation zur Einkapselung der magnetischen Teilchen in den Latexpolymerteilchen erfolgt, ist mit einigen Nachteilen behaftet. Möglicherweise werden deswegen bei den meisten anderen Verfahren gequollene Polymerteilchen mit einer wässrigen Lösung einer Leuchtsubstanz (die erforderlichenfalls in ein Chelat umgewandelt wird) so kontaktiert, dass die Leuchtsubstanz hierdurch vermischt werden kann oder in die Polymerteilchen eingearbeitet werden kann. Auf diese Weise wird der magnetische Körper oder die Leuchtsubstanz in den Latexpolymerteilchen eingekapselt oder eingebettet (z.B. Patentdokumente 3 und 4). Das Patentdokument 3 beschreibt Latexpolymerteilchen, die aus einem hydrophoben Monomeren, wie Styrol, einem nichtionischen wasserlöslichen Monomeren, wie Acrylamid, und einem anionischen Monomeren, wie Acrylsäure, hergestellt werden, zum Zwecke der Verbesserung der Stabilität der Latexpolymerteilchen in einer wässrigen Lösung und zum Immobilisieren von physiologisch reaktiven Keimen auf den genannten Polymerteilchen durch eine kovalente Bindung oder Absorption. Andererseits wird gemäß dem Patentdokument 4 als ein Comonomeres für das Styrolmonomere ein Makromeres verwendet, das ein Poly(oxyalkylen)-Segment aufweist, das an einem Ende eine polymerisierbare ethylenische Gruppe besitzt und das an dem anderen Ende eine aktive Estergruppe besitzt, im Hinblick darauf reaktive Mikrokügelchen zu erhalten, die in einem wässrigen Medium eine ausgezeichnete Stabilität besitzen und die dazu imstande sind, darauf funktionelle Substanzen, wie Proteine, durch eine chemische Bindung zu immobilisieren, und bei denen kaum eine unspezifische Adsorption von Proteinen auftritt.
Die oben und unten zitierten Dokumente werden wie folgt identifiziert.
[Patentdokument 1]

Japanische Patent-KOKAI-Publikation Nr. Sho 56 (1981)-164503 (vergleiche Seite 1, rechte untere Spalte, insbesondere Zeilen 2 bis 14)

[Patentdokument 2]

Japanische Patent-KOKAI-Publikation Nr. Hei 10 (1998)-55911 (vergleiche Seite 2, rechte Spalte, Zeilen 33 bis 44 und Seite 5, linke Spalte, insbesondere Zeilen 34 bis 45)

[Patentdokument 3]

Japanische Patent-KOKAI-Publikation Nr. Sho 61 (1986)-218945 (vergleiche Seite 4, linke untere Spalte, Zeilen 4 bis 16 und insbesondere Seite 3, rechte obere Spalte, Zeilen 2 bis 15)

[Patentdokument 4]

Japanische Patent-KOKAI-Publikation Nr. Hei 8 (1996)-133990 (vergleiche Seite 2, linke Spalte [Anspruch 1] und gleiche Seite, rechte Spalte, insbesondere Zeilen 18 bis 28)

Offenbarung der Erfindung
Gemäß dem oben genannten Patentdokument 2 wird ein Leuchtmaterial in der Nachbarschaft einer Oberflächenschicht der Latexpolymerteilchen eingebettet, gleichzeitig mit der Polymerisation eines bifunktionellen Monomeren, so dass ein Polymeres mit einem nicht so großen Molekulargewicht, d.h. mit einem solchen eines Oligomeren, an der Oberflächenschicht des hochmolekularen Materials (Latexpolymerteilchen) angeheftet wird. Dies lässt darauf schließen, dass das Einbettungsverfahren des Patentdokuments 2 nur die Möglichkeit aufweist, dass das eingebettete Leuchtmaterial aus den Polymerteilchen durch Waschen freigesetzt werden kann. Das Patentdokument 4 erwähnt einen Gedanken der Imprägnierung des Kernteils der reaktiven Mikrokügelchen mit einem Farbstoff oder einem Pigment zur Verwendung als funktioneller Farbstoff. Jedoch findet sich in dem Patentdokument 4 weder irgendein konkreter Hinweis auf die Art und Weise der Imprägnierung, noch findet sich dort irgendein Hinweis auf reaktive Mikrokügelchen, deren Kernteile tatsächlich mit einem Farbstoff oder mit einem Pigment imprägniert worden sind. Das Patentdokument 4 betrifft Mikrokügelchen, auf denen kaum eine nicht-spezifische Adsorption von Proteinen erfolgt. Wenn jedoch eine weitere Verbesserung möglich gemacht werden soll, dann wäre es anzustreben, Mittel in dieser Hinsicht bereitzustellen.
Es ist daher die erste Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zur wirksamen und stabilen Einarbeitung einer Leuchtsubstanz oder eines Kontrastmittels in Latexpolymerteilchen bereitzustellen (und zwar insbesondere in solche wie in dem Patentdokument 4 beschrieben, die auf der Oberflächenschicht der Teilchen eine Domäne haben, welche von einem Makromeren herrührt, das den Polymerteilchen eine Hydrophilizität verleiht). Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Latexpolymerteilchen, die in stabiler Weise eine Leuchtsubstanz oder ein Kontrastmittel enthalten, zur Verfügung zu stellen, welche eine erheblich verringerte unspezifische Adsorption von unerwünschten Proteinen darauf aufweisen. Die benannten Erfinder haben Untersuchungen hinsichtlich der Lösung der oben genannten Aufgaben durchgeführt. Als Ergebnis haben sie gefunden, dass eine anorganische Leuchtsubstanz oder ein anorganisches Kontrastmittel wirksam und stabil in Polymerteilchen eingekapselt werden kann oder aufgenommen werden kann, wenn eine derartige Leuchtsubstanz oder ein derartiges Kontrastmittel während der Bildung der Latexteilchen durch Copolymerisation eines Latex-bildenden Monomeren und eines Makromeren mit einem wasserlöslichen (oder hydrophilen) Polymersegment gleichzeitig vorliegen gelassen wird, was im Gegensatz zu dem Patentdokument 1 steht, demzufolge nicht nur magnetische Teilchen, sondern auch wasserunlösliche organische Verbindungen während der Emulsionspolymerisation gleichzeitig vorliegen gelassen werden. Die Erfinder haben weiterhin festgestellt, dass, wenn als das oben genannte Makromere mindestens zwei Arten von Makromeren jeweils mit einem Poly(ethylenglykol)-Segment, das an seinem einen Ende eine spezifische funktionelle Gruppe aufweist, dann die unspezifische Adsorption von unerwünschten Proteinen in signifikanter Weise im Vergleich zu dem Fall verringert werden kann, dass nur eine einzige Art des Makromeren zum Einsatz kommt.
Gegenstand dieser Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von eine Leuchtsubstanz oder ein Kontrastmittel enthaltenden Latexpolymerteilchen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Polymerisationsreaktion in einem wässrigen Medium durchgeführt wird, während das wässrige Medium gerührt wird und wobei das genannte wässrige Medium Folgendes enthält:

(i) ein oder mehrere Arten von Latex-bildenden Monomeren;
(ii) ein Makromeres, das an einem Ende eine polymerisierbare ethylenische Gruppe aufweist, und das an dem anderen Ende ein hydrophiles Polymersegment, das durch ein hydrophobes Polymersegment verknüpft ist oder nicht verknüpft ist, aufweist;
(iii) einen radikalischen Polymerisationsinitiator und
(iv) eine anorganische Leuchtsubstanz oder ein anorganisches Kontrastmittel.

Durch die Erfindung werden auch als weitere Ausführungsform Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ, die in ihrer hydrophoben Kerndomäne eine anorganische Leuchtsubstanz oder ein anorganisches Kontrastmittel einschließen, zur Verfügung gestellt, wobei die genannten Latexpolymerteilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,001 bis 5 μm haben und durch eine radikalische Polymerisation in einem wässrigen Medium gebildet worden sind, das Folgendes enthält:

(a) 0,5 bis 99,5 Gew.-% einer oder mehrerer Arten eines Latex-bildenden Monomeren,
(b) 0,5 bis 99,5 Gew.-% eines Makromeren, das an einem Ende eine polymerisierbare ethylenische Gruppe aufweist und das an dem anderen Ende ein hydrophiles Polymersegment aufweist, das nicht mittels eines hydrophoben Polymersegments verknüpft ist [dieses Makromere schließt zwei Arten von Makromeren ein, von denen jedes an dem genannten anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe, Aldehydgruppe, Aminogruppe, Iminogruppe, Mercaptogruppe, geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ, organisch Sulfonylgeschützte Hydroxylgruppe, Reaktivitäts-geschützte Aminogruppe und C₁-C₄-Alkoxylgruppe, trägt, wobei die wiederkehrenden Einheiten des genannten Ethylenglykols 5 bis 1200 sind].

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum eines Makromeren, das in dem Synthesebeispiel 1 für das Makromere erhalten worden ist.
Die 2 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum eines Makromeren, das in dem Synthesebeispiel 2 für das Makromere erhalten worden ist.
Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
Hierin sind unter „Latexpolymerteilchen" Polymerteilchen zu verstehen, die dazu imstande sind, in einem wässrigen Medium einen Latex zu bilden. Die Bezeichnung „Latex" wird in einem Sinn verwendet, der dem Fachmann geläufig ist. Sie bedeutet z.B. eine Dispersion von Polymerteilchen in Wasser als ein Dispergierungsmedium. Die Bezeichnung „wässriges Medium" bedeutet eine wässrige Lösung, die ein mit Wasser mischbares Lösungsmittel, z.B. Ethanol, Methanol, Tetrahydrofuran, Aceton und Acetonitril, und auch einen Puffer enthalten kann. Gemäß einem speziellen Beispiel ist das wässrige Medium reines Wasser.
Die Bezeichnung „anorganische Leuchtsubstanz" wird in einem Sinn verwendet, der mit einem Leuchtmaterial bzw. fluoreszierenden Material oder einem fluorogenen Material synonym ist, d.h. einem Material, das mit verschiedenen Stimulierungen von außen eine erhebliche Lumineszenz emittiert. Die Bezeichnung „Kontrastmittel" bedeutet ein Mittel für die magnetische Kernresonanzabbildung (MRI) oder ein Kontrastmittel für Röntgenstrahlen. Beispiele für anorganische Leuchtsubstanzen und anorganische Kontrastmittel schließen Metalle der seltenen Erden, die zu den Lanthanoiden im periodischen System der Elemente gehören, z.B. Europium (Eu), Terbium (Tb), Samarium (Sm) und Gadolinium (Gd), und weiterhin bestimmte Arten von Halbleitern, wie CdS, CdSe und InP, ein. Die Metalle der seltenen Erden können in Form einer Chelatverbindung oder eines Chelatkomplexes in den erfindungsgemäßen Latexpolymerteilchen enthalten sein. Unter der Bezeichnung „Latexteilchen", die eine Leuchtsubstanz enthalten, sollen Polymerteilchen verstanden werden, die durch Copolymerisation unter Verwendung eines Latex-bildenden Monomeren, das eine polymerisierbare ethylenische Gruppe besitzt, und eines Makromeren, wie später angegeben, hergestellt worden sind, wobei ihre hydrophoben Kerndomänen in der gesamten Leuchtsubstanz oder in einem Teil derselben eingekapselt oder aufgenommen sind, und aus der die Leuchtsubstanz durch übliches Waschen kaum oder überhaupt nicht freigesetzt wird.
Beispiele für den Chelatbildner für die Metalle der seltenen Erden, die mit Vorteil zur Bildung von solchen Teilchen verwendbar sind, schließen 1,3-Diketone, wie Thenoyltrifluoraceton, Benzoylaceton und Acetylaceton, ein. Diese Aufzählung soll aber nicht einschränkend sein. Insbesondere bei Verwendung von Gd als Kontrastmittel sind Komplexe, die am Markt als Endprodukte unter generischen Namen, wie Meglumingadopentetat und Gadodiamidhydrat, vertrieben werden, so wie sie sind geeignet. Wenn weiterhin Metalle der seltenen Erden für die Fluoreszenzemission verwendet werden sollen, dann kann eine Lewis-Base, wie Trioctylphosphinoxid (TOPO) und Phenanthrolin (Phen), mit der Verbindung des Metalls der seltenen Erden zum Einsatz kommen. Daneben sind Barium, Bariumsalze, bei denen es sich nicht um Salze eines Metalls der seltenen Erden handelt, ebenfalls in dem oben genannten Kontrastmittel eingeschlossen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung schließt die Bezeichnung „Latexbildendes Monomeres" alle beliebigen Monomeren ein, die dazu imstande sind, durch eine radikalische Polymerisation in einem wässrigen Medium einen Latex zu bilden, solange wie dieser dazu dient, die Ziele der Erfindung zu erreichen. Unter „bekannten" Monomeren sind solche zu verstehen, die auf diesem Fachgebiet durch Druckschriften, wie die oben genannten Patentdokumente 1, 2 und 3, bekannt sind. Beispiele für solche Monomere schließen hydrophobe Vinylmonomere, insbesondere vinylaromatische Verbindungen, wie substituiertes oder unsubstituiertes Styrol und I-Vinylnaphthalin, spezieller Styrol, α-Methylstyrol, Ethylstyrol, p-Bromstyrol, Vinyltoluol und t-Butylstyrol, ein. Eingeschlossen werden auch C₁-C₄-Alkyl(meth)acrylate, spezieller Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylacrylat und n-Butylmethacrylat. Weiterhin sind auch substituierte oder unsubstituierte konjugierte Diene, z.B. Butadien, eingeschlossen. Ein derartiges hydrophobes Monomeres wird vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 99,5 Gew.-%, zweckmäßig 10 bis 90 Gew.-%, besser 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtpolymergewicht der erfindungsgemäßen Latexpolymerteilchen, eingesetzt. Unter den oben angegebenen Monomeren ist im Allgemeinen substituiertes oder unsubstituiertes Styrol am besten geeignet. Wenn die polymerisierbare ethylenische Gruppe des später genannten Makromeren eine von einem aromatischen Monomeren herrührende Gruppe ist, dann wird auch zweckmäßig ein C₁-C₄-Alkyl(meth)acrylat eingesetzt. Beispiele für das C₁-C₄-Alkyl schließen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl und t-Butyl ein. Diese Monomeren können in Kombination von zwei oder mehreren zum Einsatz kommen. Wie aus den oben angegebenen Beispielen von (Meth)acrylsäureestern ohne weiteres ersichtlich ist, bedeutet die Bezeichnung „(Meth)acrylsäure" Acrylsäure, Methacrylsäure oder beide.
Das oben genannte hydrophobe Monomere ist als Latex-bildendes Monomeres gemäß dieser Erfindung wesentlich. Die genannten Monomeren können als optionale Komponente ein wasserlösliches Monomeres enthalten. Repräsentative Beispiele für das wasserlösliche Monomere sind (Meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, N-Vinylpyrrolidon, welche Substanzen einen Teil, z.B. 0 bis 99%, der oben genannten Menge des hydrophoben Monomeren, ersetzen können. Weiterhin können vernetzende Monomere, z.B. ein Monomeres entsprechend der Divinylverbindung der oben genannten vinylaromatischen Verbindung, oder der Bisverbindung eines (Meth)acrylsäureesters, speziell Divinylbenzol, Bis(meth)acryloylethyl, als optionale Komponente einen Teil, z.B. 0 bis 99%, der oben genannten Menge des hydrophoben Monomeren ersetzen.
Erfindungsgemäß wird als weiteres essentielles Monomeres, das das Polymere der Latexpolymerteilchen bildet, ein Makromeres verwendet, das mindestens ein hydrophiles Polymersegment hat. Unter der Bezeichnung „Makromeres", das auch als „Makromonomeres" bezeichnet werden kann, ist gewöhnlich ein polymerisierbares Polymeres zu verstehen, dessen Molekulargewicht Tausende bis Zehntausende beträgt. Erfindungsgemäß schließt das Makromere auch das sogenannte Oligomere ein, dessen Molekulargewicht Hunderte beträgt. Das erfindungsgemäß verwendete Makromere hat ein hydrophiles Polymer (das ein Oligomeres einschließt, wobei das Gleiche im Folgenden gilt) -Segment als ein essentielles Bestandteilssegment. Unter der Bezeichnung „hydrophiles Segment" ist ein Segment zu verstehen, das eine Polymerkette umfasst, die als ein entsprechendes unabhängiges Polymeres und nicht als Segment in dem Makromeren wasserlöslich wird.
Ein derartiges hydrophiles Segment ist vorzugsweise nichtionisch und umfasst – obgleich ohne Beschränkung darauf – eine Hauptkette, z.B. von Poly(ethylenglykol) [nachstehend als PEG bezeichnet; austauschbar mit Poly(oxyethylen) oder Poly(ethylenoxid)], Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Poly(dextran), Poly(dextrin), Gelatine. In dem oben genannten Makromeren ist ein solches hydrophiles Segment an einem Ende mit einer polymerisierbaren ethylenischen Gruppe auf dem Wege über eine geeignete Verknüpfungsgruppe verbunden. Unter der Bezeichnung „polymerisierbare ethylenische Gruppe" ist eine Gruppe zu verstehen, die dazu imstande ist, mit der Reaktion unter normalen radikalischen Polymerisations-Reaktions-Bedingungen voranzuschreiten. Daher kann – jedoch ohne Einschränkung darauf – die polymerisierbare ethylenische Gruppe eine Gruppe sein, die in einem Rest vorhanden ist, der von den Monomeren herrührt, die oben bezüglich des Latex-bildenden Monomeren angegeben worden sind. Beispiele für solche Reste schließen (Meth)acryloyl und Vinylbenzol, Vinylphenyl ein, deren aromatischer Ring substituiert oder unsubstituiert ist. Das oben genannte hydrophile Polymersegment ist, obgleich es von der Art und Weise der Herstellung des entsprechenden Makromeren abhängig ist, mit dem oben genannten Rest auf dem Wege über eine Verknüpfungsgruppe verknüpft, die mindestens eines von Sauerstoff- oder Schwefelatom, Carbonyl, Carbonyloxy, Oxycarbonyl, Imino, Carbonylimino, Iminocarbonyl, C₁-C₄-Alkylen und C₁-C₄-Alkinylen umfasst, um ein Makromeres oder einen Teil eines Makromeren herzustellen, das bzw. der erfindungsgemäß verwendet wird. Ein solches Makromeres oder ein Teil davon kann durch eine bekannte selektive Terminierung eines entsprechenden wasserlöslichen Polymeren mit dem oben genannten Rest gebildet werden, beispielsweise im Falle eines synthetischen Polymersegments durch eine terminale Behandlung eines lebenden Polymeren mit (Meth)acrylsäure oder ihrem reaktiven Ester oder durch lebende Polymerisation unter Verwendung von Alkoholen, wie Vinylbenzylalkohol als Initiator für die lebende Polymerisation; oder im Falle eines natürlichen wasserlöslichen Polymersegments, andererseits durch selektive Behandlung eines Endes eines entsprechenden Polymeren unter Verwendung von (Meth)acrylsäure oder ihrem reaktiven Ester. Es können alle beliebigen dieser Behandlungen oder Reaktionen angewendet werden, die dem Fachmann gut bekannt sind.
In dem erfindungsgemäß verwendeten Makromeren kann ein hydrophiles Polymersegment durch das hydrophobe Polymersegment genauso gut wie durch die oben genannte Verknüpfungsgruppe verknüpft sein. Hierin ist unter einem „hydrophoben Polymersegment" ein Konzept zu verstehen, das dem oben genannten hydrophilen Polymersegment entgegen gesetzt ist. Genauer gesagt, es sollte verstanden werden, dass ein unabhängiges Polymeres, entsprechend dem hydrophoben Polymersegment, in Wasser kaum löslich oder unlöslich ist. Beispiele für solche hydrophoben Polymersegmente schließen eine Poly(lactid)-Kette, eine Poly(ε-caprolacton)-Kette, eine Poly(α- und/oder β-benzylasparaginsäure)-Kette und eine Poly(γ-benzylglutaminsäure)-Kette ein. Beispiele für das Polymere oder das Makromere, das eine Poly(ethylenglykol)-Kette als hydrophiles Polymersegment hat, und das auch eine oben angegebene Kette als hydrophobes Polymersegment besitzt, werden in der US-PS 5,449,513 ( japanische Patentpublikation KOKAI Nr. Hei 6-107565 ) und US-PS 5,925,720 ( WO 96/33233 ) beschrieben. Diese Segmente können eine Länge haben, die sich von derjenigen des oben genannten Oligomeren bis zu derjenigen des Polymeren erstreckt, solange wie die Ziele dieser Erfindung erreicht werden können. Im Falle von PEG liegt die Ethylenglykoleinheit vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 5 bis 1200 vor. Jeder Fachmann wird dazu imstande sein, die Kettenlänge eines anderen hydrophilen Polymersegments als von PEG im Lichte der oben erläuterten Kettenlänge von PEG zu ermitteln. Andererseits kann das hydrophobe Polymersegment eine Kettenlänge von 0 bis 500 haben oder wenn ein Polymersegment vorliegt, von 5 bis 500. Wenn ein solches hydrophobes Polymersegment existiert, dann kann es mit einem Rest wie oben angegeben verknüpft sein, beispielsweise Vinylbenzyl, dessen aromatischer Ring substituiert (beispielsweise durch C₁-C₄-Alkylen, Halogenatom) oder unsubstituiert sein kann, und (Meth)acryloyl auf dem Wege über eine Verknüpfungsgruppe, umfassend mindestens eines von Sauerstoff- oder Schwefelatom, Carbonyl, Carbonyloxy, Oxycarbonyl, Imino, Carbonylimino, Iminocarbonyl, C₁-C₄-Alkylen und C₁-C₄-Alkinylen. Das hydrophobe Polymersegment und das hydrophile Polymersegment können miteinander direkt oder auf dem Wege über die oben genannte Verknüpfungsgruppe verbunden sein.
Ein besonders zu bevorzugendes Makromeres, das erfindungsgemäß geeignet ist, weist kein hydrophobes Polymersegment auf und hat PEG als hydrophiles Polymersegment. Dieses hydrophile Polymersegment dient dazu, die oben genannte unspezifische Adsorption von Protein zu verringern. Demgemäß trägt ein geeignetes PEG-Segment an einem anderen Ende als das Ende, das eine polymerisierbare ethylenische Gruppe aufweist, eine reaktive funktionelle Gruppe, wie eine Hydroxylgruppe, eine Aldehydgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Aminogruppe, eine Iminogruppe, eine Mercaptogruppe, eine geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, eine geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, eine geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ und eine Reaktivitäts-geschützte Aminogruppe (z.B. Maleimid), die unter Umständen nach der Deblockierung der Schutzgruppe eine kovalente Bindung mit einer funktionellen Gruppe bilden kann, die in einem Biomolekül, wie einem Protein, einer Nucleinsäure, Zuckern und Verbundstoffen davon existiert. Beispiele für die Gruppe an dem genannten anderen Ende des PEG schließen auch die C₁-C₄-Alkoxylgruppe zur Hemmung der Reaktivität oder der Wechselwirkung mit einem Biomolekül oder eine organische Sulfonyl-geschützte Hydroxylgruppe, die chemisch in eine andere funktionelle Gruppe umgewandelt werden kann, ein. Nichteinschränkende Beispiele für das organische Sulfonyl schließen Tosyl und Mesyl ein. Unter der Bezeichnung „geschützte Gruppe vom aktiven Ester-Typ" ist, wie dem Fachmann gut bekannt ist, zu verstehen, dass die genannten geschützten Hydroxyl- und Carboxylgruppen jeweils so geschützt sind, dass sie leicht einen Ester mit einer Carboxylgruppe bzw. einer Amino- oder Hydroxylgruppe in dem oben genannten Biomolekül bilden. Ein Beispiel für ein Makromeres mit einer geschützten Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ wird in dem oben genannten Patentdokument 4 gegeben. Die oben genannte Druckschrift WO 96/33233 bezieht sich auf ein Makromeres, das ein hydrophobes Polymersegment hat, sowie auf ein Verfahren zur Einführung einer multireaktiven funktionellen Gruppe in ein Ende. Somit wird entsprechend diesen Dokumenten jeder Fachmann dazu imstande sein, verschiedene Arten von Makromeren herzustellen, die kein hydrophobes Polymersegment haben, wie oben angegeben. Repräsentative Beispiele von solchen Makromeren (die ein hydrophobes Polymersegment enthalten können) haben die folgende Formel (I):
worin R für ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe steht, L₁ für eine Verknüpfungsgruppe, umfassend einen anderen Teil als eine Vinylgruppe eines radikalisch polymerisierbaren Monomeren, z.B. Methylen, substituiertes oder unsubstituiertes Phenylen oder Phenylalkylen, Oxy, Carbonyl, Carbonyloxy und eine Kombination davon, steht, B für eine Gruppierung der folgenden Struktur:
steht;
L₂ für eine Verknüpfungsgruppe, umfassend Sauerstoffatom, C₁-C₄-Alkylen, Carbonyl, Imino oder eine Kombination von mindestens zwei davon, steht; X für Wasserstoffatom, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylencarboxyl, C₁-C₄-Alkylencarboxylester (ein Beispiel für den genannten Ester ist ein Säurehalogenid, ein C₁-C₄-Alkylester und ein anderer Aktivester), C₁-C₄-Alkylenamino, C₁-C₄-Alkylenmercapto, C₁-C₄-Alkylenacetal (z.B.
worin R¹ für ein Wasserstoffatom oder C₁-C₄-Alkyl steht) oder C₁-C₄-Alkylenoxycarbonylimidazol (z.B.
worin R² für ein Wasserstoffatom oder C₁-C₄-Alkyl steht) steht; m eine ganze Zahl von 0 bis 500 ist und n eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist.
Unter den oben genannten Makromeren ist eine Kombination eines Makromeren (nachstehend auch als nicht-reaktives PEG-Makromeres bezeichnet), bei dem m den Wert 0 hat (d.h., dass kein hydrophobes Segment enthalten ist) und wobei X für ein Wasserstoffatom oder C₁-C₄-Alkyl steht (Beispiele für das genannte Alkyl sind solche, die im Zusammenhang mit dem (Meth)acrylsäureester angegeben worden sind) und mindestens einem Makromeren (das hierin auch als reaktives PEG-Makromeres bezeichnet wird), wobei X weder für ein Wasserstoffatom noch für C₁-C₄-Alkyl steht, besonders zu bevorzugen. Leuchtsubstanz-enthaltende Latexpolymerteilchen, die aus einer Kombination von zwei Arten von Makromeren, wie oben angegeben, hergestellt worden sind, werden in keinen Druckschriften gemäß dem Stand der Technik beschrieben und sie sind daher nach Kenntnis der Erfinder neu. Solche Polymerteilchen, die aus zwei Arten von Makromeren, wie oben erwähnt, hergestellt worden sind, zeigen unerwartete Effekte einer signifikanten Verringerung der unerwünschten nicht-spezifischen Adsorption von Proteinen auf der Oberfläche der Teilchen, beispielsweise im Vergleich zu mit einem funktionellen Material immobilisierten Mikrokügelchen, wie sie in dem Patentdokument 4 beschrieben worden sind, und deren wiederkehrende Einheiten, als Makromeres, das reaktive PEG-Makromere allein umfassen. Solche neuen Leuchtsubstanz oder Kontrastmittel enthaltenden Latexpolymerteilchen werden geeigneterweise durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie oben beschrieben, hergestellt. Um die Leuchtsubstanz oder das Kontrastmittel in den Kernteil einzuführen, kann ein weiteres Verfahren angewendet werden, bei dem beliebige bekannte Latexpolymerteilchen, die weder eine Leuchtsubstanz noch ein Kontrastmittel enthalten, vorab hergestellt werden und später die Leuchtsubstanz oder das Kontrastmittel durch ein beliebiges geeignetes Verfahren eingeführt wird.
Gemäß dieser Erfindung werden daher als weitere Ausführungsform Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ zur Verfügung gestellt, die die Leuchtsubstanz in der hydrophoben Kerndomäne enthalten, wobei die genannten Latexpolymerteilchen nicht auf den erfindungsgemäßen Herstellungsprozess eingeschränkt sind. Nicht-reaktive PEG-Makromere und reaktive PEG-Makromere werden vorzugsweise so kombiniert, dass die PEG-Kettenlänge des nicht-reaktiven PEG die gleiche sein kann oder kürzer sein kann als diejenige des reaktiven PEG. Die PEG-Kettenlänge des nicht-reaktiven PEG ist gewöhnlich 20 bis 100%, vorzugsweise 40 bis 90%, derjenigen des reaktiven PEG. Das molare Verhältnis des nicht-reaktiven PEG-Makromeren zu dem reaktiven PEG-Makromeren liegt im Bereich von 1:5000 bis 5000:1, vorzugsweise 1:3000 bis 3000:1, besonders bevorzugt 1:100 bis 1000:1. Latexpolymerteilchen (die die Leuchtsubstanz enthalten können) mit wiederkehrenden Einheiten, herrührend von den zwei Arten von PEG-Makromeren in dem oben genannten Verhältnis, verringern in erheblichem Ausmaß die unspezifische Adsorption von Proteinen an der Oberfläche der Teilchen. Solche Teilchen werden daher besonders bevorzugt in vivo oder in vitro mit von Organis men herrührenden Proben, gehandhabt. Weiterhin verbessern Polymerteilchen, hergestellt aus zwei Arten von Makromeren, die Bindung der von dem reaktiven PEG-Makromeren herrührenden funktionellen Gruppe an das Biomolekül. Die genannte eine Art oder die genannten mehreren Arten von Makromeren werden vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 99,5 Gew.-%, mehr bevorzugt 10 bis 90 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Latexpolymerteilchen (die keine Leuchtsubstanz enthalten), verwendet.
Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung werden das oben genannte Latex-bildende Monomere und das oben genannte Makromere einer bekannten radikalischen Polymerisation in einem wässrigen Medium unterworfen. Während der genannten radikalischen Polymerisation wird so vorgegangen, dass die Leuchtsubstanz (unter Umständen als chelatisierte Verbindung) in einer Menge von 0,001 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 60 Gew.-%, mehr bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des oben genannten Monomeren und des Makromeren, vorhanden ist.
Die radikalische Polymerisationsreaktion wird unter dem oben genannten Latexbildenden Monomeren, dem Makromeren, der Leuchtsubstanz und dem radikalischen Polymerisationsinitiator, in ein wässriges Medium eingegeben und gegebenenfalls unter Erhitzen (bis zu 100°C), durchgeführt. Dieses Reaktionssystem wird üblicherweise in eine inerte Atmosphäre, wie von Argon oder Stickstoff, eingebracht. Das genannte Latex-bildende Monomere in einem wässrigen Medium wird in geeigneter Weise so ausgewählt, dass es 0,1 bis 50 Gew./Gew.-% ausmacht. Das oben genannte Reaktionssystem wird in jeder beliebigen Reihenfolge hergestellt, solange wie die Polymerisationsreaktion voranschreitet. Jedoch sollte vorzugsweise den Beispielen gefolgt werden, die später angegeben werden. Optimale Bedingungen der Reaktionszeit variieren in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur und der Art des Monomeren. Im Allgemeinen wird jedoch die Reaktion über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt. Für den radikalischen Polymerisationsinitiator ist jeder beliebige herkömmliche Initiator ohne Einschränkung geeignet. Repräsentative Beispiele für den radikalischen Polymerisationsinitiator schließen Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobisisobutyronitril (AlBN), 2,2'-Azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propan], 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril); und organische Peroxide, wie Benzoylperoxid, t-Butylhydroperoxid und Diisopropylperoxydicarbonat, ein. Ein derartiger Initiator kann 0,001 bis 10 Mol-%, vorzugsweise 1 bis 5 Mol-%, bezogen auf das gesamte Monomere (mit Einschluss des Makromeren), ausmachen.
Die so hergestellten Latexpolymerteilchen können durch Zentrifugaltrennung, Sedimentierung, Dialyse, Ultrafiltration oder Gelfiltration, entweder gesondert oder in Kombination gereinigt werden. Unter den so erhaltenen Latexpolymerteilchen können solche, die von dem reaktiven PEG-Makromeren herrührende Einheiten haben, Antikörper, Antigene, Haptene, Lectine oder Zucker darauf immobilisiert haben, auf dem Wege über eine kovalente Bindung durch eine beliebige bekannte Reaktion, erforderlichenfalls nach Abspaltung der Schutzgruppe (z.B. Acetal). Daher ist es so, dass insbesondere dann, wenn zwei Arten von Makromeren in vivo als Zielmarkierung oder in vitro verwendet werden, eine unspezifische Adsorption von Proteinen kaum oder überhaupt nicht stattfindet, so dass daher die Teilchen als Assaysystem mit niedrigem Hintergrund verwendbar sind.
Im Folgenden wird diese Erfindung anhand von Arbeitsbeispielen, die den Rahmen der Erfindung nicht einschränken, spezifisch erläutert.
<Messapparatur und Messbedingungen>
(1) Messung des Molekulargewichts:
Die Messung erfolgte durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung eines Geräts mit der Bezeichnung HLC-8020, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation. Als Detektor wurde ein Brechungsindex-Detektor mit der Bezeichnung RID-6A, Säule: TSK-Gel (super HZ-2500, super HZ-3000, super HZ-4000) verwendet. Als mobile Phase: 2% Triethylamin-enthaltendes THF, Fließgeschwindigkeit: 1 ml/min.
(2) Kernmagnetisches Resonanzspektrum (¹H-NMR)
Die Messung erfolgte mit einem Gerät mit der Bezeichnung JEOL EX-400 (400 MHz), hergestellt von der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd., Lösungsmittel: DMSO-d₆, Messtemperatur: 20°C
(3) Messung der Teilchengröße:
Die Messung erfolgte mittels eines dynamischen Lichtstreuungs(DLS)-Photometers (Gerät mit der Bezeichnung DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd. Lichtquelle: Ar-Laser
(4) Messung der Intensität der Fluoreszenz:
Die Messung erfolgte unter Verwendung eines Spektrofluorophotometers mit der Bezeichnung F-2500, hergestellt von der Firma Hitachi Ltd. Die jeweils erhaltene Teilchensuspension wurde mit superreinem Wasser auf 1/500 verdünnt und dann wurde die Intensität der Fluoreszenz mit den folgenden Messbedingungen bestimmt. Die Intensität der Fluoreszenz pro Gramm der Teilchen wurde berechnet (auf der Basis des unten stehenden Vergleichsbeispiels 1 als Standard). Spannung des Photomultiplikators: 700 V, Erregungs-Wellenlänge: 340 nm, Fluoreszenz-Wellenlänge: Wellenlänge, die eine maximale Intensität zeigt (615 bis 616,5 nm) Makromer-Synthesebeispiel 1: Synthese von VB-PEG-NH₂
(Verbindung 1)
Verfahren zur Herstellung von Aceton-Kalium:
Ein Reaktor wurde mit 35,2 ml Tetrahydrofuran (THF), 5 ml (15 mmol) 3M Kaliumhydrid (KH)/THF-Lösung, 0,735 ml (10 mmol) Aceton in einer Argonatmosphäre bei Raumtemperatur beschickt. Das resultierende Gemisch wurde 15 Minuten lang gerührt, wodurch eine 0,25 M Aceton-Kalium/THF-Lösung erhalten wurde.
Verfahren zur Synthese von VB-PEG-NH₂
Ein Reaktor wurde mit 1 ml (2 mmol) 2M Vinylbenzylalkohol (VBA)/THF-Lösung und mit 8 ml (2 mmol) 0,25 M Aceton-Kalium/THF-Lösung in einer Argonatmosphäre bei Raumtemperatur beschickt. Das resultierende Gemisch wurde 15 Minuten lang gerührt, wodurch eine Lösung des Kaliumalkoxids von VBA erhalten wurde. Aus diesem Reaktionsgemisch wurde das Aceton durch Trocknen im Vakuum abgedampft. Später wurden 60 ml THF zugegeben und weiterhin wurden mittels einer gekühlten Spritze 11,3 ml (0,23 mol) Ethylenoxid zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde zwei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, um eine Ringöffnungspolymerisation zu bewirken. Auf diese Weise wurde VB-PEG-OH synthetisiert.
Zu diesem Ringöffnungspolymerisationsreaktionsprodukt wurden 1,3 ml (9,4 mmol) Triethylamin gegeben. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung A bezeichnet. Es wurden 0,5 ml (6,5 mmol) Methansulfonylchlorid zu 10 ml THF gegeben. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung B bezeichnet. Die Lösung A wurde tropfenweise zu der Lösung B über einen Zeitraum von etwa einer Stunde gegeben. Nach Beendigung der tropfenweise erfolgenden Zugabe wurde das resultierende Gemisch zwei weitere Stunden lang gerührt. Dann wurde die Reaktionsgemischlösung filtriert. Das Filtrat wurde in Ether eingegossen, um das Makromere auszufällen. Das Makromere wurde durch Filtration abgetrennt und das Lösungsmittel wurde durch Trocknen im Vakuum abgedampft. Auf diese Weise wurde VB-PEG-Methansulfonyl (VB-PEG-Ms) erhalten.
In 110 ml destilliertem Wasser wurden 9,0 g VB-PEG-Ms (2,34 mmol) aufgelöst. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung C bezeichnet. Die Lösung C wurde tropfenweise zu 500 ml von 25%igem Ammoniakwasser über einen Zeitraum von etwa einer Stunde bei Raumtemperatur gegeben. Nach Beendigung der tropfenweise erfolgenden Zugabe wurde das resultierende Gemisch drei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt. Aus dieser Reaktionslösung wurde Ammoniak durch einen Eindampfer abgedampft und weiterhin wurde die Lösung auf etwa 100 ml konzentriert. Diese konzentrierte Lösung wurde in Isopropylalkohol, der auf –15°C abgekühlt worden war, eingegossen und auf diese Weise wurde das Makromere ausgefällt. Das Makromere wurde durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 40 Minuten, –10°C) gewonnen. Das so erhaltene Makromere wurde in Benzol aufgelöst. Nach dem Gefriertrocknen der resultierenden Lösung wurde das Makromere (Verbindung 1, auch als VB-PEG-NH₂ bezeichnet) gewonnen.
Die so erhaltene Verbindung wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC) (mit einem Gerät mit der Bezeichnung HLC-8020, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation) und Kernresonanzmessung (Gerät mit der Bezeichnung JEOL EX-400 (400 MHz), hergestellt von der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.) bei den oben genannten Messbedingungen analysiert bzw. bestätigt Als Ergebnis der GPC-Analyse wurde festgestellt, dass die PEG- Kette ein Molekulargewicht von 3590 und eine Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn von 1,04 hatte.
1 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum von VB-PEG-NH₂. Aus dem ¹H-NMR-Spektrum wurde die Einführungsrate der Vinylgruppen und die Einführungsrate der Aminogruppen errechnet. Hierdurch wurde bestätigt, dass die Vinylgruppen und die Aminogruppen fast quantitativ eingeführt worden waren.
Makromer-Synthesebeispiel 2: Synthese 2 von VB-PEG-NH₂
Ein Makromeres (entsprechend der Verbindung 1) wurde unter Verwendung einer Kaliumhydrid (KH)/THF-Lösung anstelle der Aceton-Kalium-THF-Lösung des obigen Synthesebeispiels 1 synthetisiert.
Herstellung der KH/THF-Lösung:
Ein Gefäß wurde mit KH/Öl in einer Argonatmosphäre beschickt und dann wurde das Öl durch Hexan entfernt. Dieser Vorgang wurde dreimal wiederholt und dann wurde über Nacht ein Trocknen im Vakuum durchgeführt, um das Hexan vollständig zu entfernen. Es wurde THF zugegeben und auf diese Weise wurde eine 3M KH/THF-Lösung hergestellt.
Verfahren zur Synthese von VB-PEG-NH₂
Ein Reaktor wurde mit 58 ml THF, 1 ml (2 mmol) 2M VBA/THF-Lösung und 0,8 ml (2,4 mmol) 3M KH/THF-Lösung in einer Argonatmosphäre bei Raumtemperatur beschickt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, wodurch eine Lösung des Kaliumalkoxids von VBA erhalten wurde. Diese Lösung wurde zwei Stunden lang stehengelassen, um überschüssiges KH zur Ausfällung zu bringen, und dann wurde die überstehende Lösung in ein Gefäß mit einer Argonatmosphäre eingegeben. Sodann wurden 11,3 ml (0,23 mol) Ethylenoxid unter Verwendung einer gekühlten Spritze zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde zwei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, um eine Ringöffnungspolymerisation hervorzurufen. Auf diese Weise wurde VB-PEG-OH synthetisiert.
Zu diesem Reaktionsprodukt der Ringöffnungspolymerisation wurden 1,3 ml (9,4 mmol) Triethylamin gegeben. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung A bezeichnet. Es wurden 0,5 ml (6,5 mmol) Methansulfonylchlorid zu 10 ml THF gegeben. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung B bezeichnet. Die Lösung A wurde tropfenweise zu der Lösung B innerhalb eines Zeitraums von etwa einer Stunde zugesetzt. Nach der Beendigung der tropfenweise erfolgenden Zugabe wurde das resultierende Gemisch weitere zwei Stunden lang gerührt. Dann wurde diese Lösung des Reaktionsgemisches filtriert. Das Filtrat wurde in Ether eingegossen, um das Makromere auszufällen. Das Makromere wurde durch Filtration abgetrennt und das Lösungsmittel wurde durch Trocknen im Vakuum abgedampft. Auf diese Weise wurde VB-PEG-Ms erhalten.
In 110 ml destilliertem Wasser wurden 7,7 g VB-PEG-Ms (1,4 mmol) aufgelöst. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Lösung C bezeichnet. Die Lösung C wurde tropfenweise zu 500 ml 25%igem Ammoniakwasser über einen Zeitraum von etwa einer Stunde bei Raumtemperatur gegeben. Nach Beendigung der tropfenweise erfolgenden Zugabe wurde das resultierende Gemisch drei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt. Aus dieser Reaktionslösung wurde Ammoniak durch einen Abdampfer abgedampft und dann wurde die Lösung auf etwa 100 ml konzentriert. Diese konzentrierte Lösung wurde in Isopropylalkohol eingegossen, der auf –15°C abgekühlt worden war. Auf diese Weise wurde das Makromere ausgefällt. Das Monomere wurde durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 40 Minuten, –10°C) wiedergewonnen. Das erhaltene Makromere wurde später in Benzol aufgelöst. Nach dem Gefriertrocknen der resultierenden Lösung wurde das Makromere wie gewünscht gewonnen.
Die erhaltene Verbindung wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC) (mit einem Gerät mit der Bezeichnung HLC-8020, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation) und Kernresonanzmessung (Gerät mit der Bezeichnung JEOL EX-400 (400 MHz), hergestellt von der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.) bei den oben genannten Messbedingungen analysiert. Als Ergebnis der GPC-Analyse wurde festgestellt, dass die PEG-Kette ein Molekulargewicht von 5460 und eine Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn von 1,03 hatte.
Aus dem ¹H-NMR-Spektrum wurden die Einführungsrate der Vinylgruppen und die Einführungsrate der Aminogruppen errechnet. Hierdurch wurde bestätigt, dass die Vinylgruppen und die Aminogruppen fast quantitativ eingeführt worden waren. Makromer-Synthesebeispiel 3: Synthese von VB-PEG-OH
(Verbindung 2)
Ein Reaktor wurde mit 1 ml (2 mmol) 2M VBA/THF-Lösung und 8 ml (2 mmol) 0,25 M Aceton-Kalium/THF-Lösung in Argonatmosphäre bei Raumtemperatur beschickt. Das resultierende Gemisch wurde 15 Minuten lang gerührt, wodurch eine Lösung des Kaliumalkoxids von VBA erhalten wurde. Aus diesem Reaktionsgemisch wurde das Aceton durch Trocknen im Vakuum abgedampft. Später wurden 60 ml THF zugesetzt und weiterhin wurden unter Verwendung einer abgekühlten Spritze 6,8 ml (0,14 mol) Ethylenoxid zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde zwei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, um eine Ringöffnungspolymerisation zu bewirken. Sodann wurden 3 ml Methanol zugegeben, um die Reaktion zu beenden. Diese Lösung des Reaktionsgemisches wurde in Isopropylalkohol, der auf –15°C abgekühlt worden war, eingegossen und auf diese Weise wurde das Makromere ausgefällt. Das Makromere (Verbindung 2) wurde durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 40 Minuten, –10°C) gewonnen. Das Lösungsmittel wurde durch Gefriertrocknen entfernt.
Die erhaltene Verbindung (nachstehend als Verbindung 2 oder VB-PEG-OH bezeichnet) wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC) (mit einem Gerät mit der Bezeichnung HLC-8020, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation) und Kernresonanzmessung (Gerät mit der Bezeichnung JEOL EX-400 (400 MHz), hergestellt von der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.) bei den oben genannten Messbedingungen analysiert. Die 2 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum von VB-PEG-OH. Aus dem Ergebnis der GPC-Analyse wurde ermittelt, dass die PEG-Kette ein Molekulargewicht von 2850 und eine Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn von 1,04 hatte.
Aus dem ¹H-NMR-Spektrum wurde die Einführungsrate der Vinylgruppen errechnet und es wurde festgestellt, dass die Vinylgruppen fast quantitativ eingeführt worden waren. Makromer-Synthesebeispiel 4: Synthese von Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl
(Verbindung 3)
Verfahren zur Herstellung der Kalium-Naphthalin/THF-Lösung:
In einen Reaktor, der Naphthalin in einer Argonatmosphäre enthielt, wurde THF eingegeben und aufgelöst. Dann wurde unter Eiskühlung säulenförmiges Kalium in der 1,05fachen molaren Menge derjenigen des Naphthalins zugegeben und das resultierende Gemisch wurde einen Tag lang gerührt. Die resultierende Lösung wurde mit Salzsäure titriert, wodurch eine 0,3263 M Kalium-Naphthalin/THF-Lösung erhalten wurde.
Synthese von Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl
Ein Reaktor wurde mit 40 ml THF und 0,32 ml (2 mmol) 3,3'-Diethoxy-1-propanol in Argonatmosphäre bei Raumtemperatur beschickt. Dann wurden 6,2 ml (2 mmol) einer 0,3263 M Kalium-Naphthalin/THF-Lösung zugesetzt und das resultierende Gemisch wurde 15 Minuten lang gerührt, wodurch eine Lösung von Kaliumalkoxid erhalten wurde. Zu dieser Lösung wurden mittels einer gekühlten Spritze 11,3 ml (0,23 mmol) Ethylenoxid zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde zwei Tage lang bei Raumtemperatur gerührt, um eine Ringöffnungspolymerisation hervorzurufen. Auf diese Weise wurde das Acetal-PEG-OH synthetisiert. Zu dieser Polymerisationslösung wurden 8,4 ml (8,4 mmol) 1 mol/l DL-Lactid/THF-Lösung zugegeben und die Lösung wurde drei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, damit eine weitere Polymerisation stattfinden konnte. Danach wurden 4,5 ml (28 mmol) Methacrylsäureanhydrid zugesetzt und nach zweitägigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Reaktion abgebrochen. Die Lösung dieses Makromergemisches wurde in Isopropylalkohol, der zuvor auf –15°C abgekühlt worden war, eingegossen und auf diese Weise wurde das Makromere ausgefällt. Das Makromere wurde durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 40 Minuten, –10°C) gewonnen. Das Makromere wurde weiterhin in Isopropylalkohol eingegossen, um es auszufällen. Dann wurde das Makromere durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 40 Minuten, –10°C) gereinigt und anschließend wurde das Makromere in Benzol aufgelöst. Durch Gefriertrocknen wurden ein Makromeres (Verbindung 3, auch als Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl bezeichnet) gewonnen.
Die erhaltene Verbindung wurde durch Gelpermeationschromatographie (GPC) (mit einem Gerät mit der Bezeichnung HLC-8020, hergestellt von der Firma Tosoh Corporation) und Kernresonanzmessung (Gerät mit der Bezeichnung JEOL EX-400 (400 MHz), hergestellt von der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.) bei den oben genannten Messbedingungen analysiert. Als Ergebnis der GPC-Analyse wurde festgestellt, dass die PEG-Kette ein Molekulargewicht von 5530 und eine Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn von 1,03 hatte. Das Molekulargewicht der Lactidkette (PLA) von Acetyl-PEG/PLA-Methacryloyl wurde als 150 bestimmt, wie aus dem Molekulargewicht der PEG-Kette und dem ¹H-NMR-Spektrum, welche Werte die Ergebnisse der GPC-Messung waren, errechnet worden war. Aus dem ¹H-NMR-Spektrum wurde die Einführungsrate der Vinylgruppen errechnet und es wurde hierdurch bestätigt, dass die Vinylgruppen fast quantitativ eingeführt worden waren.
Beispiel 1:
Herstellung eines Latex vom Amino-terminierten Kern-Hüllen-Typ mit eingekapselter Leuchtsubstanz
Ein Gefäß wurde mit 0,4577 g (0,5 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,3945 g (1 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 20 ml Methanol zugegeben und das resultierende Gemisch wurde durch Beschallung mit Ultraschall aufgelöst. Weiterhin wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrolmonomeres zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Chelatmonomerlösung bezeichnet. In einer Argonatmosphäre wurden dem Gefäß 0,25 g (0,0487 mmol) VB-PEG-NH₂, wie im Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, und 20 ml mit Argon entlüftetes superreines Wasser eingegeben. Zu dem resultierenden Gemisch wurde die oben genannte Chelatmonomerlösung unter Rühren (500 UpM) zugesetzt. Nach weiterem Rühren bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 30 Minuten wurde eine Polymerisation durch Rühren bei 60°C über einen Zeitraum von 24 Stunden durchgeführt. Die resultierende Teilchensuspension wurde dialysiert und durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Eine weitere Trennung erfolgte durch eine Ultrazentrifugaltrennung (80000 UpM, 20 Minuten, 4°C) und schließlich wurde die Suspension mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden und die Leuchtsubstanz war in dem Kernteil eingekapselt.
Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Berechnung des Zugabeverhältnisses der Leuchtsubstanz auf der Basis des Gewichts der Teilchen, die für die Reaktion verwendet wurden, sowie das relative Verhältnis der Zugaberate bzw. des Zugabeverhältnisses (bezogen auf das nachstehend angegebene Vergleichsbeispiel 1). Das Gewicht des gesamten Monomeren, das für die Reaktion der erfindungsgemäßen Beispiele verwendet wurde, entspricht dem Gewicht der Teilchen in den Vergleichsbeispielen für die Berechnung.
Der so erhaltenen Latex vom Kern-Hüllen-Typ wurde einer Messung bezüglich der mittleren Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung unterworfen, wobei das oben genannte Lichtstreuungsgerät (DLS)-Photometer (DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd., verwendet wurde. Es wurde auch die Intensität der Fluoreszenz unter Verwendung eines Spektrofluorophotometers mit der Bezeichnung F-2500, hergestellt von der Firma Hitachi, Ltd., gemessen. Die Tabelle 2 zeigt das Verhältnis der Intensität der Fluoreszenz pro Gramm Teilchen (bezogen auf das nachstehend angegebene Vergleichsbeispiel 1) sowie die mittlere Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung.
Beispiel 2:
Ein Gefäß wurde mit 0,4 g (0,0779 mmol) VB-PEG-NH₂, wie in Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, 0,4577 g (0,5 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,3945 g (1 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 20 ml Methanol zugegeben und das resultierende Gemisch wurde durch Beschallung mit Ultraschall aufgelöst. Weiterhin wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrolmonomeres zugesetzt. Zu dem resultierenden Gemisch wurden mit 20 ml Argon entlüftetes superreines Wasser unter Rühren (500 UpM) zugegeben. Nach 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Polymerisationsreaktion durch 24-stündiges Rühren bei 60°C durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde dialysiert und durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden und die Leuchtsubstanz war in dem Kernteil eingekapselt. Die erhaltenen Werte sind wie in Beispiel 1 in den unten stehenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt.
Beispiel 3:
Ein Gefäß wurde mit 0,12 g (0,0234 mmol) VB-PEG-NH₂, wie im Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, 0,28 g (0,0893 mmol) VB-PEG-OH, wie im Makromer-Synthesebeispiel 3 erhalten, 0,4577 g (0,5 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,3945 g (1 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 20 ml Methanol zugesetzt und das resultierende Gemisch wurde durch Beschallen mit Ultraschall aufgelöst. Weiterhin wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrolmonomeres zugesetzt. Zu dem resultierenden Gemisch wurden 20 ml mit Argon entlüftetes superreines Wasser unter Rühren (500 UpM) zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Polymerisationsreaktion durch 24-stündiges Rühren bei 60°C durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde dialysiert und durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden und die Leuchtsubstanz war in dem Kernteil eingekapselt. Die erhaltenen Werte sind wie in Beispiel 1 in den unten stehenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt.
Beispiel 4:
Ein Gefäß wurde mit 0,04 g (0,00779 mmol) VB-PEG-NH₂, wie in Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, 0,36 g (0,115 mmol) VB-PEG-OH, wie in Makromer-Synthesebeispiel 3 erhalten, 0,4577 g (0,5 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,3945 g (1 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 20 ml Methanol zugesetzt und das resultierende Gemisch wurde durch Beschallung mit Ultraschall aufgelöst. Weiterhin wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrolmonomeres zugesetzt. Zu dem resultierenden Gemisch wurden 20 ml mit Argon entlüftetes superreines Wasser unter Rühren (500 UpM) zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Polymerisation durch 24-stündiges Rühren bei 60°C durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde dialysiert und durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden und die Leuchtsubstanz war in dem Kernteil eingekapselt. Die erhaltenen Werte sind wie in Beispiel 1 in den unten stehenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt
Beispiel 5:
Ein Gefäß wurde mit 0,012 g (0,00234 mmol) VB-PEG-NH₂, wie in Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, 0,388 g (0,124 mmol) VB-PEG-OH, wie in Makromer-Synthesebeispiel 3 erhalten, 0,4577 g (0,5 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,3945 g (1 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 20 ml Methanol zugesetzt und das resultierende Gemisch wurde durch Beschallung mit Ultraschall aufgelöst. Weiterhin wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrolmonomeres zugesetzt. Zu dem resultierenden Gemisch wurden 20 ml mit Argon entlüftetes superreines Wasser unter Rühren (500 UpM) zugesetzt. Nach 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die Polymerisation durch 24-stündiges Rühren bei 60°C durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde dialysiert und durch Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden und die Leuchtsubstanz war in dem Kernteil eingekapselt. Die erhaltenen Werte sind wie in Beispiel 1 in den unten stehenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt.
Referenzbeispiel 1:
Herstellung eines Latex vom Kern-Hüllen-Typ – eines Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ
Ein Gefäß wurde mit 29,6 mg (0,18 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 2 ml (17 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 160 ml hochreinem Wasser und 3,436 g (0,625 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Hierauf wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Monomerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrollösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und dann 18 Stunden lang bei 60°C gerührt und schließlich 6 Stunden lang bei 80°C gerührt und auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch ein Filterpapier filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Acetalgruppen waren an die Oberfläche gebunden.
Der pH-Wert der wässrigen Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ wurde mit 1 M Salzsäure auf einen Wert von 2,0 eingestellt und dann wurde die Suspension zwei Stunden lang gerührt. Sodann wurde der pH-Wert der Lösung mit einer wässrigen 1 M-Lösung von Natriumhydroxid auf einen Wert von 5,0 eingestellt. Sodann wurde die Acetalgruppe als Schutzgruppe abgespalten, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Oberfläche bestand nunmehr aus Aldehydgruppen.
Diese wässrige Suspension wurde dialysiert und durch ein Filterpapier filtriert und sodann entsalzt.
Der so erhaltene Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ wurde Messungen hinsichtlich der mittleren Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung mit dem oben genannten dynamischen Lichtstreuungs(DLS)-Photometer (DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd., unterworfen. Die Teilchengröße betrug 65 nm und die Teilchengrößenverteilung betrug 0,151.
Referenzbeispiel 2:
Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ
Ein Gefäß wurde mit 388,2 mg (2,4 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 27 ml (235 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 400 ml hochreinem Wasser und 8,59 g (1,56 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Hierauf wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Makromerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und dann 18 Stunden lang bei 60°C gerührt und schließlich 6 Stunden lang bei 80°C gerührt und auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch ein Filterpapier filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Acetalgruppen waren an die Oberfläche gebunden.
Der pH-Wert der wässrigen Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ wurde mit 1 M Salzsäure auf einen Wert von 2,0 eingestellt und dann wurde die Suspension zwei Stunden lang gerührt. Sodann wurde der pH-Wert der Lösung mit einer wässrigen 1M-Lösung von Natriumhydroxid auf einen Wert von 5,0 eingestellt. Sodann wurde die Acetalgruppe als Schutzgruppe abgespalten, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Oberfläche bestand nunmehr aus Aldehydgruppen.
Diese wässrige Suspension wurde dialysiert und mit einem Filterpapier filtriert und hierauf entsalzt.
Der so erhaltene Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ wurde einer Messung hinsichtlich der mittleren Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung mit dem oben genannten dynamischen Lichtstreuungs(DLS)-Photometer (DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd., unterworfen. Die Teilchengröße betrug 102,3 nm und die Teilchengrößenverteilung betrug 0,0665.
Referenzbeispiel 3:
Latex vom Amino-terminerten Kern-Hüllen-Typ
Ein Gefäß wurde mit 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 0,5 ml (4,35 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrolmonomerlösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 0,25 g (0,0487 mmol) VB-PEG-NH₂, wie in Makromer-Synthesebeispiel 1 erhalten, in einer Argonatmosphäre beschickt und sodann wurden 20 ml mit Argon entlüftetes superreines Wasser zugesetzt. Unter Rühren dieser Lösung (500 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und dann 20 Stunden lang bei 60°C (400 UpM) gerührt. Schließlich wurde es vier Stunden lang bei 80°C gerührt und auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktioin durchgeführt. Die resultierende wässrige Suspension der Teilchen wurde durch ein Filterpapier filtriert, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Aminogruppen waren an die Oberfläche gebunden.
Der so erhaltene Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ wurde Messungen hinsichtlich der mittleren Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung mit dem oben genannten dynamischen Lichtstreuungs(DLS)-Photometer (DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd., unterworfen. Die Teilchengröße betrug 98,2 nm und die Teilchengrößenverteilung betrug 0,087.
Vergleichsbeispiel:
Herstellung eines Latex vom Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ durch Aufquellungswirkung in einem organischen Lösungsmittel
Vergleichsbeispiel 1:
Zu 1 ml (22 mg/ml, 0,06 mmol) Europiumchloridhexahydrat wurde 1 ml (37 mg/ml, 0,17 mmol) einer Acetonlösung von Thenoyltrifluoraceton (TTA) gegeben und hierauf wurden 2 ml (87 mg/ml, 0,23 mmol) einer Acetonlösung von Trioctylphosphinoxid (TOPO) zugesetzt. Auf diese Weise wurde eine Europiumchelatlösung hergestellt.
Zu 5 ml (18,13 mg/ml) der Suspension des Latex vom Aldehyd-terminierten Kern-Hüllen-Typ des Referenzbeispiels 1 wurden 5 ml Aceton gegeben. Weiterhin wurden unter Rühren 0,12 ml der oben genannten Europiumchelatlösung (0,0018 mmol als Europiumchelat) zugegeben und das resultierende Gemisch wurde bei Raumtemperatur und unter Lichtabschirmung 25 Minuten lang gerührt. Nach Beendigung des Rührens wurde das Aceton mit einem Eindampfer abgedampft. Sodann wurde überschüssiges Europiumchelat durch eine Behandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter entfernt. Auf diese Weise wurde ein Latex vom Aldehyd-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten.
Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Berechnung des Zugabeverhältnisses der Leuchtsubstanz auf der Basis des Gewichts der Teilchen, die für die Reaktion verwendet wurden, sowie das relative Verhältnis der Zugaberate bzw. des Zugabeverhältnisses (auf Basis dieses Beispiels). In diesem Vergleichsbeispiel entspricht das Gewicht der zur Reaktion verwendeten Teilchen dem Gewicht des gesamten Monomeren, das für die Reaktion in den Beispielen verwendet wurde, für die Berechnung.
Der so erhaltene Latex vom Kern-Hüllen-Typ wurde einer Messung bezüglich der mittleren Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung unterworfen, wobei das oben genannte Lichtstreuungsgerät (DLS)-Photometer (DLS-7000), hergestellt von der Firma Otsuka Electronics Co., Ltd., verwendet wurde. Es wurde auch die Intensität der Fluoreszenz unter Verwendung eines Spektrofluorophotometers mit der Bezeichnung F-2500, hergestellt von der Firma Hitachi, Ltd., gemessen. Die Tabelle 2 zeigt das Verhältnis der Intensität der Fluoreszenz pro Gramm Teilchen (auf der Basis dieses Beispiels).
Vergleichsbeispiel 2:
Zu 549,2 mg (0,60 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA) und 473,4 mg (1,2 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) wurden 4 ml Aceton gegeben. Auf diese Weise wurde eine Europiumchelatlösung hergestellt.
Zu 10 ml (10,0 mg/ml, destilliertes Wasser) der Suspension des Latex vom Aldehydterminierten Kern-Hüllen-Typ des Referenzbeispiels 2 wurden 10 ml Aceton gegeben. Weiterhin wurden unter Rühren 0,24 ml der oben genannten Europiumchelatlösung (0,036 mmol als Europiumchelat) zugegeben und das resultierende Gemisch wurde bei Raumtemperatur und unter Lichtabschirmung 30 Minuten lang gerührt. Nach Beendigung des Rührens wurde das Aceton mit einem Verdampfer abgedampft und sodann wurde die Menge des Gemisches mit superreinem Wasser durch eine Messpipette auf 10 ml eingestellt. Die resultierende wässrige Lösung wurde einer Zentrifugaltrennung (3000 UpM, 30 Minuten, 4°C) unterworfen. Dann wurde überschüssiges Europiumchelat durch Behandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter entfernt und auf diese Weise wurde ein Latex vom Aldehyd-terminierten Leuchtsubstanzeingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 3:
Zu 32,96 mg (0,036 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA) und 28,4 mg (0,72 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) wurden 10 ml Aceton gegeben. Auf diese Weise wurde eine Europiumchelatlösung hergestellt.
Zu dieser Lösung wurden 10 ml (10,0 mg/ml) der Suspension des Latex vom Aldehydterminierten Kern-Hüllen-Typ des Referenzbeispiels 2 unter Rühren zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur und unter Lichtabschirmung gerührt. Nach Beendigung des Rührens wurde das Aceton mit einem Verdampfer abgedampft und sodann wurde die Menge des Gemisches mit destilliertem Wasser durch eine Messpipette auf 10 ml eingestellt. Die resultierende wässrige Lösung wurde einer Zentrifugaltrennung (3000 UpM, 30 Minuten, 4°C) unterworfen. Dann wurde überschüssiges Europiumchelat durch Behandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter entfernt und auf diese Weise wurde ein Latex vom Aldehyd-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 4:
Zu 329,56 mg (0,36 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA) und 284,1 mg (0,72 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) wurden 10 ml Aceton gegeben. Auf diese Weise wurde eine Europiumchelatlösung hergestellt.
Zu dieser Lösung wurden 10 ml (10,0 mg/ml) der Suspension des Latex vom Aldehydterminierten Kern-Hüllen-Typ des Referenzbeispiels 2 unter Rühren zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur und unter Lichtabschirmung gerührt. Nach Beendigung des Rührens wurde das Aceton mit einem Verdampfer abgedampft und sodann wurde die Menge des Gemisches mit destilliertem Wasser durch eine Messpipette auf 10 ml eingestellt. Die resultierende wässrige Lösung wurde einer Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) unterworfen. Sodann wurde überschüssiges Europiumchelat durch Behandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter entfernt und auf diese Weise wurde ein Latex vom Aldehyd-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel 5:
Zu 164,8 mg (0,18 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA) und 142,1 mg (0,36 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) wurden 5 ml Aceton gegeben. Auf diese Weise wurde eine Europiumchelatlösung hergestellt.
Zu dieser Lösung wurden 5 ml (10,0 mg/ml) der Suspension des Latex vom Aminoterminierten Kern-Hüllen-Typ des Referenzbeispiels 3 unter Rühren zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur und unter Lichtabschirmung gerührt. Nach Beendigung des Rührens wurde das Aceton mit einem Verdampfer abgedampft und sodann wurde die Menge des Gemisches mit destilliertem Wasser durch eine Messpipette auf 15 ml eingestellt. Die resultierende wässrige Lösung wurde einer Zentrifugaltrennung (6000 UpM, 30 Minuten, 4°C) unterworfen. Sodann wurde überschüssiges Europiumchelat durch Behandlung mit einem hydrophilen 0,45 μm-Membranfilter entfernt und auf diese Weise wurde ein Latex vom Aldehyd-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Beispiel 6:
Herstellung eines Latex vom Leuchtsubstanz-eingekapselten Aldehydterminierten Kern-Hüllen-Typ
Ein Gefäß wurde mit 0,2288 g (0,25 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,1933 g (0,49 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 49,3 mg (0,30 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 10 ml Aceton und 1 ml (8,70 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 80 ml superreinem Wasser und 1,72 g (0,31 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Dann wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Monomerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und sodann 24 Stunden lang (400 UpM) bei 60°C gerührt. Auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Aceton durch einen Verdampfer abgedampft. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch Zentrifugaltrennung (2500 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension einer Filterbehandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter unterworfen, wodurch ein Latex vom Acetal-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde.
Sodann wurde die Latexlösung vom Kern-Hüllen-Typ auf einen pH-Wert von 2,0 mit 1 M Salzsäure eingestellt und hierauf zwei Stunden lang gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert der Lösung mit einer wässrigen 1 M-Lösung von Natriumhydroxid auf einen Wert von 5,0 eingestellt. Sodann wurde die Acetalgruppe als Schutzgruppe abgespalten, wodurch eine wässrige Latexsuspension vom Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Oberfläche bestand nunmehr aus Aldehydgruppen.
Diese wässrige Suspension wurde dialysiert und mit Filterpapier filtriert und hierauf entsalzt. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Beispiel 7:
Herstellung eines Latex vom Leuchtsubstanz-eingekapselten Acetalterminieten Kern-Hüllen-Typ
Ein Gefäß wurde mit 0,0572 g (0,062 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,0483 g (0,12 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 5 ml Aceton und 1,3 ml (11,3 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 20 ml superreinem Wasser und 0,43 g (0,078 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Dann wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Monomerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und sodann 24 Stunden lang (400 UpM) bei 60°C gerührt. Auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Aceton durch einen Verdampfer abgedampft. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch Zentrifugaltrennung (10000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension einer Filterbehandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter unterworfen, wodurch ein Latex vom Acetal-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Beispiel 8:
Ein Gefäß wurde mit 0,5721 g (0,62 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,4833 g (1,23 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 5 ml Aceton und 1,3 ml (11,3 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 20 ml superreinem Wasser und 0,43 g (0,078 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Dann wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Monomerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und sodann 24 Stunden lang (400 UpM) bei 60°C gerührt. Auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Aceton durch einen Verdampfer abgedampft. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch Zentrifugaltrennung (10000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension einer Filterbehandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter unterworfen, wodurch ein Latex vom Acetal-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Beispiel 9:
Ein Gefäß wurde mit 1,1441 g (1,25 mmol) Europium(III)-thenoyltrifluoraceton (Eu-TTA), 0,9666 g (2,45 mmol) Trioctylphosphinoxid (TOPO) und 20 mg (0,12 mmol) Azobisisobutyronitril (AIBN) in einer Argonatmosphäre beschickt. Sodann wurden 5 ml Aceton und 1,3 ml (11,3 mmol) Styrollösung zugesetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Styrollösung bezeichnet. Ein weiteres Gefäß wurde mit 20 ml superreinem Wasser und 0,43 g (0,078 mmol) Acetal-PEG/PLA-Methacryloyl, wie in Makromer-Synthesebeispiel 4 erhalten, beschickt. Dann wurde die Luft in dem Gefäß durch Argon ersetzt. Die resultierende Lösung wird nachstehend als Monomerlösung bezeichnet. Unter Rühren dieser Lösung (400 UpM) wurde die oben genannte Styrolmonomerlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt und sodann 24 Stunden lang bei 60°C (400 UpM) gerührt. Auf diese Weise wurde die Polymerisationsreaktion durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Aceton durch einen Verdampfer abgedampft. Die resultierende Suspension der Teilchen wurde durch Zentrifugaltrennung (10000 UpM, 30 Minuten, 4°C) gereinigt. Schließlich wurde die Suspension einer Filterbehandlung mit einem hydrophilen 0,2 μm-Membranfilter unterworfen, wodurch ein Latex vom Acetal-terminierten Leuchtsubstanz-eingekapselten Kern-Hüllen-Typ erhalten wurde. Die Werte sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 unten stehend, wie in Beispiel 1 zusammengestellt.
Aus den oben angegebenen Werten wird ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Latexpolymerteilchen Latexpolymerteilchen, die wirksam und stabil eine Leuchtsubstanz oder ein Kontrastmittel enthalten, bereitstellt.
Beispiel 10:
Die jeweiligen wässrigen Suspensionen der Teilchen, die nach den Verfahren der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 erhalten worden waren, wurden mit superreinem Wasser auf eine Konzentration der Teilchen von 2 mg/ml eingestellt. Weiterhin wurde jeweils eine andere wässrige Teilchensuspension mit superreinem Wasser so eingestellt, dass die gemessene Intensität der Fluoreszenz etwa 15.000 betrug. Sodann wurden die jeweiligen so hergestellten wässrigen Suspensionen der Teilchen, die bezüglich entweder der Teilchenkonzentration oder der Intensität der Fluoreszenz vereinheitlicht worden waren, mit einem Puffer (1/15 M PbS, pH 7,4, enthaltend 0,05 Gew.-% Natriumdodecylsulflat (SDS)) auf ein Verhältnis von 1/500 verdünnt. Dann wurde die Intensität der Fluoreszenz durch eine zeitaufgelöste Fluoreszenzmessung bei den folgenden Messbedingungen gemessen. Später wurden die Suspensionen bei 37°C gelagert und die Intensität der Fluoreszenz wurde nach drei Tagen, nach fünf Tagen und nach sieben Tagen bei den gleichen Bedingungen gemessen. Die Intensität der Fluoreszenz wurde bei jeder Messung dreimal gemessen und es wurde ein Mittelwert aus den so gemessenen drei Werten erhalten. Unter Verwendung dieses Mittelwerts wurde die Rate der Veränderung der Intensität der Fluoreszenz im Verlauf der Zeit auf der Basis der Intensität der Fluoreszenz unmittelbar nach der Verdünnung mit dem Puffer als Standard (100%) errechnet. Auf diese Weise wurden die Teilchen hinsichtlich der Stabilität der Fluoreszenz miteinander verglichen.
<Messgerät und Messbedingungen>
Gerät mit der Bezeichnung Multi-detection Microplate Reader Power Scan HT, hergestellt von der Firma Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.
Lichtquelle: Xenon-Flashlampe mit 10 W, Erregungs-Wellenlänge: 340 nm, Fluoreszenz-Wellenlänge: Standard
Interferenzfilter 620/40 nm, Empfindlichkeit: 120
Anzahl der Messungen: 50-mal
Zeitspanne zwischen der Übertragung zu dem Ort der Messung und der Bestrahlung von der Lichtquelle: 500 μs
Messintervall: 10 ms
Verzögerungszeit: 200 μs
Messzeit: 400 μs
<Ergebnisse>
Die Tabelle 3 zeigt die Intensität der Fluoreszenz bei Einstellung der Teilchenkonzentration auf einen Wert von 2 mg/ml. Sie zeigt auch die Art, wie sich die Intensität der Fluoreszenz mit dem Verlauf der Zeit verändert hatte. Die Anfangs-Intensität der Fluoreszenz war eindeutig in den Beispielen 1 bis 5 höher als in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5. Was die Art, wie sich die Intensität der Fluoreszenz im Verlauf der Zeit verändert betrifft, so wurden 90% oder mehr der Anfangs-Intensität bei 37°C selbst nach sieben Tagen in den Beispielen aufrechterhalten. Im Falle der Vergleichsbeispiele hatte sich jedoch die Intensität auf 62 bis 85% erniedrigt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Fluoreszenz in den Beispielen stabiler war.

Die Tabelle 4 zeigt, wie sich die Intensität der Fluoreszenz im Verlauf der Zeit veränderte, als die Anfangs-Intensität der Fluoreszenz bei 15.000 vereinheitlicht worden war. Während in den Beispielen 95% oder mehr der Anfangs-Intensität bei 37°C nach sieben Tagen aufrechterhalten worden waren, wurde diese im Falle der Vergleichsbeispiele auf 78 bis 84% verringert. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Teilchen der Beispiele im Verlauf der Zeit stabiler waren als diejenigen der Vergleichsbeispiele. Tabelle 3 Beurteilung der Stabilität der Fluoreszenz (vereinheitlichte Teilchenkonzentration: 2 mg/ml)

Beispiele	Durchschnittliche Intensität der Fluoreszenz zum Zeitpunkt 0	Nach 3 Tagen (%)	Nach 5 Tagen (%)	Nach 7 Tagen (%)
Bsp. 1	16625	92,5 ± 1,9	90,5 ± 2,8	91,6 ± 1,8
Bsp. 2	15003	95,0 ± 1,5	93,3 ± 3,3	94,6 ± 3,1
Bsp. 3	17746	98,6 ± 1,2	96,2 ± 3,2	97,2 ± 2,1
Bsp. 4	17381	97,9 ± 2,2	96,5 ± 3,0	96,4 ± 0,7
Bsp. 5	15873	98,6 ± 1,1	95,2 ± 3,7	98,2 ± 3,5
Vgl. Bsp. 1	950	68,8 ± 2,2	63,7 ± 1,9	62,1 ± 2,8
Vgl. Bsp. 2	4382	86,5 ± 3,4	77,6 ± 3,9	81,1 ± 3,1
Vgl. Bsp. 3	9483	89,4 ± 3,9	76,8 ± 5,2	78,8 ± 3,0
Vgl. Bsp. 4	11869	91,0 ± 3,6	82,3 ± 4,3	84,5 ± 3,5
Vgl. Bsp. 5	14073	93,2 ± 2,2	85,6 ± 0,9	84,2 ± 2,9

Tabelle 4 Beurteilung der Stabilität der Fluoreszenz (vereinheitlichte Fluoreszenzintensität: etwa 15.000 Zählungen)

Beispiele	Durchschnittliche Intensität der Fluoreszenz zum Zeitpunkt 0	Nach 3 Tagen (%)	Nach 5 Tagen (%)	Nach 7 Tagen (%)
Bsp. 1	16756	97,2 ± 2,3	93,8 ± 1,7	95,5 ± 2,7
Bsp. 2	13651	98,6 ± 1,4	95,3 ± 2,8	97,8 ± 2,6
Bsp. 3	12896	102,4 ± 0,6	96,9 ± 3,8	101,0 ± 2,5
Bsp. 4	14923	103,1 ± 1,2	98,8 ± 2,1	100,5 ± 2,5
Bsp. 5	15317	100 ± 2,5	97,7 ± 2,3	96,7 ± 3,1
Vgl. Bsp. 1	15314	79,6 ± 0,7	76,1 ± 1,1	78,2 ± 2,8
Vgl. Bsp. 2	14863	79,6 ± 2,4	82,8 ± 2,4	81,2 ± 3,1
Vgl. Bsp. 3	12786	84,2 ± 2,3	83,4 ± 1,7	84,1 ± 2,7
Vgl. Bsp. 4	13619	93,8 ± 2,3	77,7 ± 2,6	78,0 ± 3,2
Vgl. Bsp. 5	13608	83,9 ± 1,8	80,5 ± 2,1	81,8 ± 2,1

Technische Anwendbarkeit
Das Verfahren gemäß dieser Erfindung liefert Latexpolymerteilchen, die wirksam und stabil eine Leuchtsubstanz oder ein Kontrastmittel enthalten. Diese Erfindung ist daher nicht eingeschränkt auf dem Gebiet der Medizin und auf dem Gebiet der Herstellung von Diagnostika anwendbar.

Claims

Verfahren zur Herstellung von eine Leuchtsubstanz oder ein Kontrastmittel enthaltenden Latexpolymerteilchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisationsreaktion in einem wässrigen Medium durchgeführt wird, während das wässrige Medium gerührt wird und wobei das genannte wässrige Medium Folgendes enthält: (i) ein oder mehrere Arten von Latex-bildenden Monomeren; (ii) ein Makromeres, das an einem Ende eine polymerisierbare ethylenische Gruppe aufweist, und das an dem anderen Ende ein hydrophiles Polymersegment, das durch ein hydrophobes Polymersegment verknüpft ist oder nicht verknüpft ist, aufweist; (iii) einen radikalischen Polymerisationsinitiator und (iv) eine anorganische Leuchtsubstanz oder ein anorganisches Kontrastmittel.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophile Polymersegment von einem wasserlöslichen Polymeren herrührt, welches aus der Gruppe, bestehend aus Poly(ethylenglykol), Poly(vinylalkohol), Poly(vinylpyrrolidon), Poly(dextran), Poly(dextrin) und Gelatine, ausgewählt ist und dass das hydrophobe Polymersegment von einem kaum in Wasser löslichen Polymeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Poly(lactid), Poly(ε-caprolacton), Poly(α- und/oder β-benzylasparaginsäure) und Poly(γ-benzylglutaminsäure), herrührt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Makromere kein hydrophobes Polymersegment auf weist und dass das hydrophile Polymersegment von Poly(ethylenglykol) herrührt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Makromere aus zwei oder mehreren Arten besteht, wobei jedes davon kein hydrophobes Polymersegment aufweist und jedes davon, an dem anderen Ende, ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe, Aldehydgruppe, Aminogruppe, Iminogruppe, Mercaptogruppe, geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ, organisch Sulfonylgeschützte Hydroxylgruppe, Reaktivitäts-geschützte Aminogruppe und C₁-C₄-Alkoxylgruppe, trägt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Makromere verwendet werden, wobei das erste Makromere kein hydrophobes Polymersegment aufweist und an dem anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppe und C₁-C₄-Alkoxylgruppe, trägt, wobei das zweite Makromere kein hydrophobes Polymersegment aufweist und an dem anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carboxylgruppe, Aldehydgruppe, Aminogruppe, Iminogruppe, Mercaptogruppe, geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ, Reaktivitäts-geschützte Aminogruppe und organisch Sulfonylgeschützte Hydroxylgruppe, trägt, wobei das genannte Segment des ersten Makromeren eine Kettenlänge hat, die gleich ist oder die kleiner ist als die Kettenlänge des genannten Segments des zweiten Makromeren und wobei das molare Verhältnis des ersten Makromeren zu dem zweiten Makromeren im Bereich von 1:5000 bis 5000:1 liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten von Ethylenglykol in dem ersten Makromeren eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist, dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten von Ethylenglykol in dem zweiten Makromeren eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist und dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten des ersten Makromeren gleich ist oder kleiner ist als die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten des zweiten Makromeren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Arten von Latexbildenden Monomeren aus der Gruppe, bestehend aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Bromstyrol, Vinyltoluol, 1-Vinylnaphthalin, C₁-C₄-Alkyl(meth)acrylat und Divinylbenzol, ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Leuchtsubstanz und das anorganische Kontrastmittel in der Form einer Chelatverbindung vorliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Makromere die folgende allgemeine Formel (I) aufweist:
worin R für ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe steht; L₁ für eine Verknüpfungsgruppe, umfassend einen anderen Teil als die Vinylgruppe des radikalisch polymerisierbaren Monomeren, steht; B für eine Gruppierung mit einer Struktur, ausgewählt aus den Folgenden:
steht, L₂ für eine Verküpfungsgruppe, umfassend Sauerstoffatom, C₁-C₄-Alkylen, Carbonyl, Imino oder eine Kombination von mindestens zwei davon, steht; X für ein Wasserstoffatom, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylencarboxyl, C₁-C₄-Alkylencarboxylester (Beispiele für den genannten Ester sind ein Säurehalogenid, ein C₁-C₄-Alkylester und ein anderer aktiver Ester), C₁-C₄-Alkylenamino, C₁-C₄-Alkylenmercapto, C₁-C₄-Alkylenacetal, C₁-C₄-Alkylenoxycarbonylimidazol steht; m eine ganze Zahl von 0 bis 500 bedeutet und n eine ganze Zahl von 5 bis 1200 bedeutet.
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ, die in ihrer hydrophoben Kerndomäne eine anorganische Leuchtsubstanz oder ein anorganisches Kontrastmittel einschließen, wobei die genannten Latexpolymerteilchen eine mittlere Teilchengröße von 0,001 bis 5 μm haben und durch eine radikalische Polymerisation in einem wässrigen Medium gebildet worden sind, das Folgendes enthält: (a) 0,5 bis 99,5 Gew.-% einer oder mehrerer Arten eines Latex-bildenden Monomeren, (b) 0,5 bis 99,5 Gew.-% eines Makromeren, das an einem Ende eine polymerisierbare ethylenische Gruppe aufweist und das an dem anderen Ende ein hydrophiles Polymersegment aufweist, das nicht mittels eines hydrophoben Polymersegments verknüpft ist [dieses Makromere schließt zwei Arten von Makromeren ein, von denen jedes an dem genannten anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe, Aldehydgruppe, Aminogruppe, Iminogruppe, Mercaptogruppe, geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ, organisch Sulfonyl-geschützte Hydroxylgruppe, Reaktivitätsgeschützte Aminogruppe und C₁-C₄-Alkoxylgruppe, trägt, wobei die wiederkehrenden Einheiten des genannten Ethylenglykols 5 bis 1200 sind].
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Makromere verwendet worden sind, wobei das erste Makromere kein hydrophobes Polymersegment aufweist und an dem anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxylgruppe und C₁-C₄-Alkoxylgruppe, trägt; wobei das zweite Makromere kein hydrophobes Polymersegment aufweist und an dem anderen Ende ein Poly(ethylenglykol)-Segment aufweist, das eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Carboxylgruppe, Aldehydgruppe, Aminogruppe, Iminogruppe, Mercaptogruppe, geschützte Hydroxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Carboxylgruppe vom aktiven Ester-Typ, geschützte Aldehydgruppe vom Acetal-Typ, Reaktivitäts-geschützte Aminogruppe und organisch Sulfonylgeschützte Hydroxylgruppe, trägt; wobei das genannte Seg ment des ersten Makromeren eine Kettenlänge hat, die gleich ist oder die kleiner ist als die Kettenlänge des genannten Segments des zweiten Makromeren; und wobei das molare Verhältnis des ersten Makromeren zu dem zweiten Makromeren im Bereich von 1:5000 bis 5000:1 liegt.
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten von Ethylenglykol in dem ersten Makromeren eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist, dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten von Ethylenglykol in dem zweiten Makromeren eine ganze Zahl von 5 bis 1200 ist und dass die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten des ersten Makromeren gleich ist oder kleiner ist als die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten des zweiten Makromeren.
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Arten von Latexbildenden Monomeren aus der Gruppe, bestehend aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Bromstyrol, Vinyltoluol, 1-Vinylnaphthalin, C₁-C₄-Alkyl(meth)acrylat und Divinylbenzol, ausgewählt worden sind.
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Leuchtsubstanz und das anorganische Kontrastmittel aus einem Seltenerdmetall, das in dem Periodensystem der Elemente zu den Lanthanoiden gehört oder einer Chelatverbindung davon, besteht.
Latexpolymerteilchen vom hydrophoben-Kern-hydrophilen-Hüllen-Typ nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Makromere die folgende allgemeine Formel (I) aufweist:
worin R für ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe steht; L₁ für eine Verknüpfungsgruppe, umfassend einen anderen Teil als die Vinylgruppe des radikalisch polymerisierbaren Monomeren, steht; B für eine Gruppierung mit einer Struktur, ausgewählt aus den Folgenden:
steht, L₂ für eine Verknüpfungsgruppe, umfassend Sauerstoffatom, C₁-C₄-Alkylen, Carbonyl, Imino oder eine Kombination von mindestens zwei davon, steht; X für Wasserstoffatom, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylencarboxyl, C₁-C₄-Alkylencarboxylester (Beispiele für den genannten Ester sind ein Säurehalogenid, ein C₁-C₄-Alkylester und ein anderer aktiver Ester), C₁-C₄-Alkylenamino, C₁-C₄-Alkylenmercapto, C₁-C₄-Alkylenacetal, C₁-C₄-Alkylenoxycarbonylimidazol steht; m eine ganze Zahl von 0 bis 500 bedeutet und n eine ganze Zahl von 5 bis 1200 bedeutet.