JP2007262114A - 磁性粒子およびその製造方法、ならびに磁性粒子分散体 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気分離性に優れ、かつ、生化学物質との結合量が多い磁性粒子およびその製造方法、ならびに前記磁性粒子を含む磁性粒子分散体を提供すること。
【解決手段】磁性粒子は、球状磁性粒子を複数個結合させて得られ、粒子の中心を通る断面の径のうち最大の径が０．０５〜２０μｍである。球状磁性粒子の分散体中でスチレン／ジビニルベンゼンーを重合することにより、結合した磁性粒子をポリマーが覆うような形態の磁性粒子が製造される。
【選択図】なし

Description

本発明は、磁気分離性に優れ、かつ、生化学物質結合量が多い磁性粒子およびその製造方法、ならびに前記磁性粒子を含む磁性粒子分散体に関する。

近年、磁性粒子は、抗原と抗体との免疫反応やＤＮＡ同士またはＤＮＡとＲＮＡとのハイブリダイゼーションにおいて優れた反応場を提供できることから、特に診断薬や医薬品研究用などへの応用が活発になっている（例えば、特開２００４−２０５４８１号公報）。

しかしながら、粒径の小さい磁性ポリマー粒子は、単位重量あたりの表面積が大きく生化学物質の結合量が多いという特長があるものの、磁気分離時間が長い、即ち、磁気分離性に劣るという欠点があった。一方、磁気分離時間を短縮したい場合、即ち、磁気分離性を重視する場合には、大きな粒径の磁性粒子を用いるべきであるが、一般に、磁性粒子の粒径が大きいほど、単位重量あたりに結合できる生化学物質の結合量は減少する。即ち、生化学物質結合量の多さと優れた磁気分離性とを両立するのが困難である。
特開２００４−２０５４８１号公報

本発明は、生化学物質結合量の多さと優れた磁気分離性とを両立できる磁性粒子およびその製造方法、ならびに前記磁性粒子を含む磁性粒子分散体を提供する。

本特許出願の発明者らは、球状磁性粒子が複数個結合した構造を有する磁性粒子が、球状磁性粒子と比較して、優れた磁気分離性を有し、かつ、生化学物質結合量が多いことを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の第１の態様の磁性粒子は、球状磁性粒子を複数個結合させて得られ、粒子の中心を通る断面の径のうち最大の径が０．０５〜２０μｍである。

前記磁性粒子において、前記球状磁性粒子が２〜６個結合した構造を有することができる。

前記磁性粒子において、前記球状磁性粒子は、磁性体微粒子およびポリマー部を含むことができる。

前記磁性粒子において、前記ポリマー部は、結合した前記球状磁性粒子を覆うように形成されていることができる。

本発明の第２の態様の磁性粒子分散体は、前記磁性粒子を数分率で１％以上含む。

本発明の第３の態様の磁性粒子の製造方法は、球状磁性粒子の分散体中でモノマーを重合することにより、該球状磁性粒子を複数個結合する工程を含む。

前記磁性粒子によれば、球状磁性粒子を複数個結合させて得られ、粒子の中心を通る断面の径のうち最大の径が０．０５〜２０μｍであることにより、単位重量当たりの表面積が大きいため、高い生化学物質結合能を有し、かつ、磁気分離性に優れている。

前記磁性粒子は、生化学分野、塗料、紙、電子写真、化粧品、医薬品、農薬、食品、触媒などの広い分野で利用できるものであり、特に、生化学物質結合量の多さと優れた磁気分離性とを両立できるため、診断薬用粒子として有用である。

１．第１実施形態（磁性粒子）
本発明の第１実施形態に係る磁性粒子は、球状磁性粒子（Ｓ）を複数個結合させて得られる。すなわち、本発明の第１実施形態に係る磁性粒子は、球状磁性粒子（Ｓ）が複数個結合した構造を有する。

本発明において、「結合」とは、球状磁性粒子（Ｓ）が物理的あるいは化学的に結合し、生化学分野で実施されるバッファー中での攪拌、磁気分離、または加温などにより、個々の球状磁性粒子（Ｓ）に破断されない状態をいう。

球状磁性粒子（Ｓ）間の結合部においては、結合面積が増大してより強固な結合となるため、隣り合う球状磁性粒子（Ｓ）が融着していることが好ましい。融着により、球状磁性粒子（Ｓ）が複数個結合した構造を形成する場合、各球状磁性粒子（Ｓ）は、少なくともその融着部分が変形していてもよい。ただし、粒子間融着による球状磁性粒子（Ｓ）１個あたりの粒径の減少は、元の球状磁性粒子（Ｓ）の半径の２５％以下であることが好ましい。本実施形態に係る磁性粒子において、球状磁性粒子（Ｓ）１個あたりの粒径の減少が、元の球状磁性粒子（Ｓ）の半径の２５％を超えると、生化学物質結合量が低下する場合がある。

球状磁性粒子（Ｓ）が複数個結合した構造とは、複数個の球状磁性粒子（Ｓ）が結合した全ての構造をいい、例えば、２個の球状磁性粒子（Ｓ）がダルマ状に結合した構造；３個の球状磁性粒子（Ｓ）が線状に結合した構造、３個の球状磁性粒子（Ｓ）の中心がそれぞれ３角形の頂点に位置する状態で３個の球状磁性粒子（Ｓ）が結合した構造；４個の球状磁性粒子（Ｓ）が線状に結合した構造、４個の球状磁性粒子（Ｓ）の中心がそれぞれ４角形の頂点に位置する状態で４個の球状磁性粒子（Ｓ）が結合した構造、４個の球状磁性粒子（Ｓ）の中心がそれぞれ４面体の頂点に位置する状態で４個の球状磁性粒子（Ｓ）が結合した構造；５〜６個の球状磁性粒子（Ｓ）が線状に結合した構造、５〜６個の球状磁性粒子（Ｓ）が面状に結合した構造、５〜６個の球状磁性粒子（Ｓ）が立体状に結合した構造などが挙げられる。

本実施形態に係る磁性粒子は、球状磁性粒子（Ｓ）が２〜６個結合していることが好ましい。７個以上の球状磁性粒子（Ｓ）が結合した磁性粒子は、自然沈降が速くなり、生化学物質を結合させる際に撹拌などの操作が必要となる場合がある。

本実施形態に係る磁性粒子は、非球状であることができ、より具体的には、線状あるいは面状に結合した構造であることが好ましい。

本実施形態に係る磁性粒子において、球状磁性粒子（Ｓ）が複数個結合した構造は、走査型電子顕微鏡で観察し、決定することができる。

本実施形態に係る磁性粒子の長径は０．０５〜２０μｍであり、０．１〜１０μｍであることが好ましい。前記長径が０．０５μｍ未満であると、十分な磁気分離性が発現されず、前記磁性粒子を分離するために相当に長い時間を要し、また、分離するために相当に大きい磁力が必要となるため好ましくない。一方、前記長径が２０μｍを超えると、前記磁性粒子が分散媒中で沈降しやすくなるため、生化学物質と結合する際に分散媒を攪拌する操作が必要となり、また、粒子の重量に対する表面積の割合が小さくなるため、十分な量の生化学物質と結合することが困難となることがある。ここで、粒子の「長径」とは、粒子の中心を通る断面の径のうち最大の径をいう。

本実施形態に係る磁性粒子は、分散媒に分散させて磁性粒子分散体として使用することができる。分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。水系媒体は特に限定されないが、例えば、水、水系溶剤を含む水が挙げられる。水系溶剤としては、例えば、アルコール類（例えば、エタノール、アルキレングリコール、アルキレングリコールアルキルエーテルなど）が挙げられる。生化学分野においては、磁性粒子は一般に、磁性粒子分散体として使用される。

本実施形態に係る磁性粒子において、球状磁性粒子（Ｓ）は、磁性体微粒子（Ｍ）およびポリマー部（Ｐ）を含むことができる。

磁性体微粒子（Ｍ）の材質は、特に制限されないが、酸化鉄系の物質が代表的であり、例えば、ＭＦｅ_２Ｏ_４（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｌｉ_０．５Ｆｅ_０．５等）で表現されるフェライト、Ｆｅ_３Ｏ_４で表現されるマグネタイト、あるいはγＦｅ_２Ｏ_３が挙げられる。特に、飽和磁化が高く、かつ残留磁化が低い磁気材料である点で、γＦｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４が好ましい。磁気による分離精製の後の再分散性が良好である点から、磁性体微粒子（Ｍ）は残留磁化が少ない超常磁性であることが好ましく、例えば、粒径５〜２０ｎｍ程度のフェライトおよび／またはマグネタイトの微粒子が好適に使用できる。

ポリマー部（Ｐ）としては、例えば、生化学用担体、生化学用ポリマービーズ、生化学用磁性粒子に使用される公知のポリマーを使用することができる。特に、ポリマー部（Ｐ）は、（メタ）アクリレート系ポリマー、スチレン系ポリマーなどのラジカル重合性ポリマーからなるのが好ましい。本実施形態に係る磁性粒子において、ポリマー部（Ｐ）が該粒子の表面を構成する場合、ポリマー部（Ｐ）は、生化学物質と結合できるポリスチレンやポリシクロヘキシルメタクリレートなどの疎水表面を有するポリマー、あるいは、カルボキシル基やトシル基などの表面官能基を有するポリマーであることがより好ましい。

磁性体微粒子（Ｍ）およびポリマー部（Ｐ）を含む球状磁性粒子（Ｓ）の内部構造としては、例えば、ポリマー部（Ｐ）の連続相中に磁性体微粒子（Ｍ）が分散している構造（構造Ｉ）、磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体をコアとし、ポリマー部（Ｐ）をシェルとする構造（構造ＩＩ）、有機ポリマー等の非磁性体からなる核粒子と、該核粒子の表面に設けられた磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体層（磁性体層）とを有する母粒子をコアとし、該母粒子の最外層のポリマー部（Ｐ）をシェルとする構造（構造ＩＩＩ）等が挙げられる。これらの中では、（構造ＩＩＩ）の粒子が好ましい。（構造ＩＩＩ）の粒子の具体的な重合方法については、例えば、特開２００４−２０５４８１号公報等に開示されている通りである。

本実施形態に係る磁性粒子において、ポリマー部（Ｐ）は、結合した複数個の球状磁性粒子（Ｓ）を覆うように形成されていてもよい。この場合において、ポリマー部（Ｐ）は、結合した状態の複数個の球状磁性粒子（Ｓ）のコーティング層としての機能を有する。すなわち、ポリマー部（Ｐ）は、複数個の球状磁性粒子（Ｓ）の結合を固定する機能を有する。

球状磁性粒子（Ｓ）の粒径は、０．０２〜１０μｍであることが好ましく、０．１〜５μｍであることがより好ましい。前記粒径が０．０２μｍ未満である場合、本実施形態に係る磁性粒子が十分な磁気分離性を発現できず、当該粒子を分離するために相当に長い時間を要し、また、分離するために相当に大きい磁力が必要となるため好ましくない。一方、前記粒径が１０μｍを超える場合、前記磁性粒子が分散媒中で沈降しやすくなるため、生化学物質と結合する際に分散媒を攪拌する操作が必要となり、また、粒子の重量に対する表面積の割合が小さくなるため、十分な量の生化学物質と結合することが困難となることがある。

２．第２実施形態（磁性粒子分散体）
本発明の第２実施形態に係る磁性粒子分散体は、上記第１実施形態に係る磁性粒子を数分率で１％以上含み、好ましくは２％以上含み、最も好ましくは５％以上含む。本実施形態に係る磁性粒子分散体において、上記第１実施形態に係る磁性粒子の数分率が１％未満であると、優れた磁気分離性は発現しない。また、本実施形態に係る磁性粒子分散体は、数分率で９９％未満の球状磁性粒子（Ｓ）を含んでいてもよい。球状磁性粒子（Ｓ）の構成および構造は上記第１実施形態で説明した通りである。

また、本実施形態に係る磁性粒子分散体は、球状磁性粒子（Ｓ）が７個以上接触した構造を有する磁性粒子を数分率で１％未満含んでいてもよく、好ましくは０．１％未満含んでいてもよい。

本実施形態に係る磁性粒子分散体において、上記第１実施形態に係る磁性粒子の数分率は、本実施形態に係る磁性粒子分散体を親水性の観察台上で乾燥し、この乾燥サンプル中の任意の３００個の前記磁性粒子を走査型電子顕微鏡によって観察することによって求めることができる。

また、本実施形態に係る磁性粒子分散体において、上記第１実施形態に係る磁性粒子の数分率は、後述の重合条件によって制御することができる。上記第１実施形態に係る磁性粒子の数分率が決定された磁性粒子分散体を球状磁性粒子（Ｓ）のみの分散体に混合することにより、数分率を制御してもよい。

３．第３実施形態（磁性粒子の製造方法）
上記第１実施形態に係る磁性粒子は、球状磁性粒子（Ｓ）を複数個結合させることにより製造することができる。例えば、上記第１実施形態に係る磁性粒子は、（ｉ）球状磁性粒子（Ｓ）の粉体を高温で熱融着させる方法、（ｉｉ）球状磁性粒子（Ｓ）の粉体を高圧で融着させる方法、（ｉｉｉ）球状磁性粒子（Ｓ）の分散体に凝集剤（貧溶媒、極性ポリマー、界面活性剤、多価の塩など）を添加する方法、（ｉｖ）球状磁性粒子（Ｓ）の分散体中でモノマーを重合する方法などによって製造することができる。

なかでも、上記第１実施形態に係る磁性粒子１個を構成する球状磁性粒子（Ｓ）の個数を制御しやすい点から、（ｉｖ）球状磁性粒子（Ｓ）の分散体中でモノマーを重合することにより、球状磁性粒子（Ｓ）を複数個結合する工程がより好ましい。上記（ｉｖ）の方法によれば、上記第１実施形態に係る磁性粒子を製造できるとともに、上記第２実施形態に係る磁性粒子分散体を得ることができる。また、上記（ｉｖ）の方法によって、表面にポリマー部（Ｐ）が形成された磁性粒子を得ることができる。以下、上記（ｉｖ）の方法について説明する。

本実施形態に係る製造方法で使用可能な球状磁性粒子（Ｓ）としては、以下の構造Ｉ〜ＩＩＩの構造を有する球状磁性粒子が挙げられる。

（構造Ｉ）ポリマー部（Ｐ）の連続相中に磁性体微粒子（Ｍ）が分散している構造。

（構造ＩＩ）磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体をコアとし、ポリマー部（Ｐ）をシェルとする構造。

（構造ＩＩＩ）有機ポリマー等の非磁性体からなる核粒子と、該核粒子の表面に設けられた磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体層（磁性体層）とを有する母粒子をコアとし、該母粒子の最外層のポリマー部（Ｐ）をシェルとする構造。

さらに、（構造ＩＩ）および（構造ＩＩＩ）の前駆体として、以下の構造ＩＩ’および構造ＩＩＩ’の構造を有する粒子を挙げることができる。

（構造ＩＩ’）磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体。

（構造ＩＩＩ’）有機ポリマー等の非磁性体からなる核粒子と、該核粒子の表面に設けられた磁性体微粒子（Ｍ）の２次凝集体層（磁性体層）とを有する母粒子。

本実施形態に係る磁性粒子の製造方法で使用する分散媒としては、上記第１実施形態において、上記第１実施形態において磁性粒子の分散媒として例示したものを使用することができ、好ましくは、水または乳化剤水溶液である。また、モノマーの重合には、公知の連鎖移動剤、開始剤、乳化剤などを使用することができる。

モノマーとしては、例えば、ビニル系モノマーが好ましい。好ましいビニル系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、メチル（メタ）アクリレート、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、ラウリル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、アダマンタン（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、アリル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどの各種モノマーを例示することができる。このビニル系モノマーは単独であっても、あるいは上記ビニル系モノマーから選ばれた２種以上のモノマーの混合物であってもよい。また、上記ビニル系モノマーとブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、（メタ）アクリルアミドとの混合物も使用することができる。

連鎖移動剤としては、例えば、アリルアルコールおよびそのエステル類、チオアクリル酸エステル類、２，６−ジメチル−２，６−オクタジエン等のジエン類、クロロホルム、ブロモホルム、四塩化炭素、四臭化炭素等のハロゲン化アルキル類、トルエン、α−メチルスチレン等の芳香族化合物、（ジ）クロロベンゼン、（ジ）ブロモベンゼン、（ジ）クロロトルエン、（ジ）ブロモトルエン、トリクロロトルエン等の芳香族ハロゲン化合物、ニトロメタン、ニトロエタン、トリニトロメタン等のニトロ化アルキル類、トリニトロベンゼン、トリニトロトルエン、ニトロフェノール、トリニトロフェノール等の芳香族ニトロ化合物、トリメチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミン類、アニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン等の芳香族アミン類、ジエチル亜鉛、トリエチルアルミニウム、テトラブチルスズ当の金属アルキル化合物、塩化銅（II）、塩化鉄（II）、塩化鉄（III）等の金属塩化物類、三塩化リン、トリエチルホスフィン等の含リン化合物、エチル（ジ）スルフィド、ブチル（ジ）スルフィド等のアルキル（ジ）スルフィド類、ビス（ジメチルチオカルバモイル）スルフィド、ビス（ジエチルチオカルバモイル）スルフィド類および、ビス（ジアルキルチオカルバモイル）ジスルフィド類、フェニル（ジ）スルフィド、ベンジル（ジ）スルフィド等の芳香族（ジ）スルフィド、ベンジル（ジ）スルフィド等の芳香族（ジ）スルフィド類、エタンチオール、プロパンチオール、ベンゼンチオール、トルエンチオール、ｔｅｒｔ−ドデカンチオール等のアルキルチオアルコールおよび芳香族チオアルコール類、チオ酢酸、チオ酢酸エチル、チオ安息香酸、チオ安息香酸エチル等のアルキルチオカルボン酸、芳香族チオカルボン酸およびそのエステル類、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド、ジベンジルスルホキシド等のスルホキシド類、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン等のスルホン類を挙げることができる。

これら連鎖移動剤は、連鎖移動能を有する物質であれば特に限定されるものではないが、疎水性のものが好ましい。疎水性連鎖移動剤は、その種類および量を調整することにより、上記第１実施形態に係る磁性粒子をそれぞれ構成する球状磁性粒子（Ｓ）の個数を制御することができる。連鎖移動剤の使用量は、単官能性モノマー１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。

重合開始剤としては、例えば、油溶性開始剤および水溶性開始剤を使用することができる。

油溶性重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等の過酸化化合物、アゾ化合物が挙げられる。

水溶性開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、２，２−アゾビス（２−アミノプロパン）鉱酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびそのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩等があげられ、また、過硫酸塩、過酸化水素塩と重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、塩化第一鉄等を組み合わせたレドックス開始剤も挙げられる。

これらの重合開始剤のモノマー総量に対する割合は０．０１〜８重量％の範囲が好適に用いられる。水への溶解性の観点から分類すると、油溶性重合開始剤が好ましい。水溶性の重合開始剤を用いると、球状磁性粒子（Ｓ）表面での重合でなく、球状磁性粒子（Ｓ）を含まない疎水性重合モノマーのみが重合した新粒子が多量に生じる傾向がある。

乳化剤としては、通常使用されている陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤等を単独または組み合わせて用いることができる。

陰イオン性界面活性剤としては、例えば、高級アルコール硫酸エステルのアルカリ金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸のアルカリ金属塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸のアルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルフェニル）エーテルの硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルフェニル）エーテルのリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物などの他、ラテムルＳ−１８０Ａ（花王（株）製）、エレミノールＪＳ−２（三洋化成（株）製）、アクアロンＨＳ−１０、ＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）、アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ、ＳＲ−１０（旭電化工業（株）製）などの反応性陰イオン界面活性剤を挙げることができる。

また、陽イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン（塩）、ポリオキシエチレンアルキルアミン（塩）、第四級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩などを挙げることができる。

また、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどのほか、アクアロンＲＳ−２０（第一工業製薬（株）製）、アデカリアソープＮＥ−２０、ＲＮ−２０（旭電化工業（株）製）などの反応性非イオン性界面活性剤を挙げることができる。

モノマーの重合系への添加方法は、とくに制限されず、一括方式、分割方式あるいは連続添加方式のいずれであっても良い。重合温度は重合開始剤によって異なるが、通常１０〜９０℃であり、好ましくは３０〜８５℃であり、重合に要する時間は通常１〜３０時間程度である。

４．用途
上記第１実施形態に係る磁性粒子および該磁性粒子を含む上記第２実施形態に係る磁性粒子分散体は、例えば、診断薬分野、生化学分野、塗料、紙、電子写真、化粧品、医薬品、農薬、食品、触媒など広い分野で利用できる。

一般に、磁性粒子の主たる用途の一つである診断薬用途では、生化学物質結合量が多く、かつ磁気分離時間が短いことが求められる。上記第１実施形態に係る磁性粒子は、球状磁性粒子（Ｓ）が複数個結合した構造を有することから、単位重量あたりの表面積が単独の球状磁性粒子（Ｓ）よりも大きいため生化学物質結合量が多く、かつ、粒径が単独の球状磁性粒子（Ｓ）よりも大きいため磁気分離性に優れている。このため、診断薬用粒子に好適である。

上記磁性粒子を診断薬用担体粒子として使用する場合、例えば、上記磁性粒子に抗体を結合して、抗原であるウイルス・細菌・細胞・ホルモン・ダイオキシン類等の化学物質などを前記抗体に結合させて回収・濃縮する用途，上記磁性粒子にＤＮＡなどの核酸アナログを結合して、ハイブリダイゼーションを利用して核酸アナログに核酸を結合させて回収・検出したり、核酸に結合するタンパク質や色素等の化学物質を前記核酸アナログに結合させて回収・検出したりする用途，上記磁性粒子にアビジン類またはビオチン類を結合し、前記アビジン類またはビオチン類にビオチン類あるいはアビジン類を有する分子を結合させて回収して検出する用途，上記磁性粒子に抗体や抗原を結合し、比色法や化学発光を利用した酵素免疫測定法用の担体として上記磁性粒子を使用する用途などが挙げられる。従来、９６穴プレート等を担体として用いていた診断項目であれば、上記磁性粒子を用いることによって、磁性を利用した自動分析機と置き換えて使用できる。

上記第１実施形態に係る磁性粒子および上記第２実施形態に係る磁性粒子分散体において、検査対象となる物質は、免疫検査用試薬および被検査試料に含まれる生化学物質、化学物質、ならびに生物である。本発明において、「生化学物質」とは、生体に関わるすべての物質をいう。生化学物質としては、例えば、生体に含まれる物質、生体に含まれる物質から誘導された物質、生体内で利用可能な物質が挙げられる。

検査対象となる生化学物質は特に限定されないが、例えば、タンパク質（例えば、酵素、抗体、アプタマー、受容体等）、ペプチド（例えばグルタチオン等）、核酸（例えば、ＤＮＡやＲＮＡ等）、糖質、脂質、およびその他の細胞または物質（例えば、血小板、赤血球、白血球等の各種血球細胞を含む各種血液由来物質、ホルモン（例えば、黄体形成ホルモン、甲状腺刺激ホルモン等）、ウイルス・細菌・真菌・原虫・寄生虫などの構成要素であるタンパク質や核酸が挙げられる。タンパク質としては、より具体的には、生体由来のタンパク質、前立腺特異マーカー、膀胱ガンマーカー等のガンのマーカーとなるタンパク質が挙げられる。

検査対象となる化学物質は特に限定されないが、例えば、ダイオキシン類等の環境汚染物質、医薬品（例えば、抗生物質、抗がん剤、抗てんかん剤等）が挙げられる。

検査対象となる生物は特に限定されないが、例えば、各種ガン細胞、各種浮遊細胞、ウイルス（例えば、Ｂ型肝炎ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス、ＨＩＶウイルス、風疹ウイルス、インフルエンザウイルス等）、細菌（例えば、淋菌、ＭＲＳＡ、大腸菌等）、真菌（例えば、カンジダ、白癬菌、クリプトコックス、アルペルギルス等）、原虫・寄生虫（例えば、トキソプラズマ、マラリア等）等が挙げられる。

上記磁性粒子に担持することができるタンパク質は、抗原または抗体が好ましい。この場合、抗原または抗体としては、被検体中に一般に含まれている成分に反応するものであれば特に制限されないが、例えば、アンチプラスミン検査用抗アンチプラスミン抗体、Ｄダイマー検査用抗Ｄダイマー抗体、ＦＤＰ検査用抗ＦＤＰ抗体、ｔＰＡ検査用抗ｔＰＡ抗体、ＴＡＴ検査用抗トロンビン＝アンチトロンビン複合体抗体、ＦＰＡ検査用抗ＦＰＡ抗体等の凝固線溶関連検査用抗原または抗体；ＢＦＰ検査用抗ＢＦＰ抗体、ＣＥＡ検査用抗ＣＥＡ抗体、ＡＦＰ検査用抗ＡＦＰ抗体、フェリチン検査用抗フェリチン抗体、ＣＡ１９−９検査用抗ＣＡ１９−９抗体等の腫瘍関連検査用抗原または抗体；アポリポタンパク質検査用抗アポリポタンパク質抗体、β２−ミクロブロブリン検査用抗β２−ミクロブロブリン抗体、α１−ミクログロブリン検査用抗α１―ミクログロブリン抗体、免疫グロブリン検査用抗免疫グロブリン抗体、ＣＲＰ検査用抗ＣＲＰ抗体等の血清蛋白関連検査用抗原または抗体；ＨＣＧ検査用抗ＨＣＧ抗体等の内分泌機能検査用抗原または抗体；ＨＢｓ抗原検査用抗ＨＢｓ抗体、ＨＢｓ抗体検査用ＨＢｓ抗原、ＨＣＶ抗体検査用ＨＣＶ抗原、ＨＩＶ−１抗体用ＨＩＶ−１抗原、ＨＩＶ−２抗体検査用ＨＩＶ−２抗原、ＨＴＬＶ−１検査用ＨＴＬＶ−１抗原、マイコプラズマ症検査用マイコプラズマ抗原、トキソプラズマ検査用トキソプラズマ抗原、ＡＳＯ検査用ストレプトリジンＯ抗原等の感染症関連検査用抗原または抗体；抗ＤＮＡ抗体検査用ＤＮＡ抗原、ＲＦ検査用熱変成ヒトＩｇＧ等自己免疫関連検査用抗原または抗体；ジゴキシン検査用抗ジゴキシン抗体、リドカイン検査用抗リドカイン抗体等の薬物分析用抗原または抗体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。抗体としては、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体のどちらを用いてもかまわない。

上記第１実施形態に係る磁性粒子および上記第２実施形態に係る磁性粒子分散体は、粒子を用いたバイオチップ、例えば、特開２００５−１４８０４８号公報で開示されたバイオチップなどにも好適に使用することができる。

なお、上記第１実施形態に係る磁性粒子および上記第２実施形態に係る磁性粒子分散体の用途は生化学用担体用途に限定されるわけではなく、例えば、上述した各分野で使用可能である。

５．実施例
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。

５．１．評価方法
本実施例および比較例において、得られた磁性粒子分散体の評価は以下の方法によって測定された。また、粒子の粒径は、特に説明がない限り以下の方法により測定された。

５．１．１．球状磁性粒子が複数個（２〜６個）結合した磁性粒子の数分率
得られた磁性粒子分散体を清浄な石英ガラス上で乾燥したのち、金蒸着した。この金蒸着粒子について、走査型電子顕微鏡を用いて５０００倍の写真を数箇所から必要枚数撮影し、この写真について粒子３００個を観察することによって、球状磁性粒子が複数個（２〜６個）結合した磁性粒子の数分率を求めた。

５．１．２．ビオチン結合量の評価
実施例および比較例で得られたビオチン結合用粒子２ｍｇを水１．０ｍｌに分散させた後、８０００ｐｍｏｌの蛍光標識化ビオチン(Lucifer yellow cadaverine biotin-X, dipotassium salt)を加えて３７℃で１５分間転倒混和を行った。次に、磁気分離により前記粒子を分離し、上清の蛍光強度を蛍光分光光度計(ＰＦ−７７７，ＪＡＳＣＯ社)で測定することにより、未反応の蛍光標識化ビオチンの量を算出した。さらに、未反応の蛍光標識化ビオチンの量と、結合前の蛍光標識化ビオチンの量との差を求め、この差を粒子の質量で除することにより、粒子１ｍｇ当たりの粒子のビオチン結合量（ｐｍｏｌ／ｍｇ）を求めた。

すなわち、各実施例または比較例で得られた磁性粒子のビオチン結合量は、以下の式（１）より算出された。
ビオチン結合量（ｐｍｏｌ／ｍｇ）＝
｛（結合前の蛍光標識化ビオチンの量（ｐｍｏｌ））−（結合後の未反応蛍光標識化ビオチンの量（ｐｍｏｌ））｝／（磁性粒子の質量（ｍｇ）） ・・・・・（１）

５．１．３．粒径
レーザ回折式粒度分布測定装置(（株）島津製作所製)ＳＡＬＤ−２００Ｖにより測定した。

５．１．４．磁気分離時間の評価
得られた磁性粒子分散体を水で希釈して、磁性粒子を０．０１重量％含む試験液を調製した。この試験液をよく分散させて光路長１ｃｍの角型光学セルに入れ、分光光度計（日本分光（株）製，Ｖ−５５０型）にセットし、このセルホルダー横に表面磁力密度２９００ガウスのネオジム磁石を置いた時刻を０として、５５０ｎｍにおける吸光度が初期の９０％に減衰するまでの時間を測定し、この時間を磁気分離時間とした。

５．２．調製例１（球状磁性粒子（Ｓ）の調製）
特開平７−２３８１０５号公報記載の重合方法を参考に、スチレン／ジビニルベンゼン＝９６／４共重合体粒子（平均粒子径１．５μｍ）を作製し、重合後、遠心分離により粒子のみ取り出したものをさらに３回水洗し、６０℃の乾燥機で２４時間乾燥して核粒子の粉体を得た。

平均粒径が１０ｎｍの磁性体微粒子の分散体である油性磁性流体（商品名：「ＥＸＰシリーズ」，（株）フェローテック製）にアセトンを加えて粒子を析出沈殿させた後、これを乾燥することにより、疎水化処理された表面を有するフェライト系の磁性体微粒子粉体を得た。

次いで、上記核粒子１５ｇおよび上記磁性体微粒子１５ｇをミキサーでよく混合し、この混合物をハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−０型（奈良機械製作所（株）製）を使用して、羽根（撹拌翼）の周速度１００ｍ／秒（１６２００ｒｐｍ）で５分間処理して、平均数粒径が２．０μｍの球状磁性粒子（Ｓ−１）３０ｇを得た。

５．３．実施例１
５．３．１．磁性粒子を含む磁性粒子分散体の作製
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５重量％およびノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」，花王（株）製）０．５重量％を含む水溶液（以下「乳化剤水溶液」という。）７５０ｇを、１Ｌセパラブルフラスコに投入し、次いで、球状磁性粒子（Ｓ−１）３０ｇを投入し、ホモジナイザーで分散した後、６０℃に加熱した。次に、別の容器に計量した乳化剤水溶液５０ｇに、メタクリル酸シクロヘキシル３０ｇ、ｔｅｒｔ−ドデカンチオール１．２ｇ、およびターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート（日本油脂社製；パーブチルＯ）１．５ｇを入れて分散させたプレエマルジョンを、６０℃にコントロールした前記１Ｌセパラブルフラスコに４時間かけて滴下した後、この反応溶液を室温まで冷却した。

次に、別の容器に計量した乳化剤水溶液５０ｇに、ターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート（商品名：「パーブチルＯ」，日本油脂（株）製）０．３７５ｇを入れて分散させたプレエマルジョンを、前記１Ｌセパラブルフラスコへ投入して、室温で１時間撹拌した。次いで、別の容器に計量した乳化剤水溶液５０ｇに、メタクリル酸３．７５ｇおよびエチレングリコールジメタクリレート７．５０ｇを入れて分散させたプレエマルジョンを、前記１Ｌセパラブルフラスコに投入し、さらに室温で２時間撹拌した。次に、前記１Ｌセパラブルフラスコを８０℃に昇温し、さらに２時間重合を続けて反応を完了させた。得られた磁性粒子の水分散体を磁気精製および重力沈降精製してから、固形分濃度１％の磁性粒子分散体を得た。得られた磁性粒子分散体の走査型電子顕微鏡写真の一例を図１に示す。この磁性粒子分散体について、磁気分離時間および球状磁性粒子が複数個（２〜６個）結合した磁性粒子の数分率を評価した。その結果を表１に示す。

５．３．２．ビオチン結合用粒子の作製
上記工程で得られた固形分濃度１％の磁性粒子分散体１ｍＬを磁気分離処理し、０．１ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ ６．０）１ｍＬに置換した。１−エチル−３−ジメチルアミノプロピルカルボジイミド塩酸塩（同仁化学社製）１ｍｇを溶解させた０．１ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ ６．０）０．１ｍＬを添加し、さらに、ストレプトアビジン（シグマ社製）０．４ｍｇを溶解した０．１ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ ６．０）０．１ｍＬを添加し、室温で８時間回転攪拌することより、表面にストレプトアビジンを固定化させたビオチン結合用粒子を調製した。次いで、このビオチン結合用粒子を含む分散液を磁気分離処理した後、固形物（ビオチン結合用粒子）に、０．１％牛血清アルブミンを含むリン酸塩緩衝液（ＰＢＳ，０．１％ＢＳＡ／ＰＢＳ，ｐＨ＝７．２）を添加して磁気分離処理する操作を３回繰り返すことにより、未反応のストレプトアビジンを除去した。そして、ビオチン結合用粒子を、その固形分濃度が１％となるように、０．１％牛血清アルブミンを含むリン酸塩緩衝液（ＰＢＳ，０．１％ＢＳＡ／ＰＢＳ，ｐＨ＝７．２）に分散させることにより、固形分濃度１％のビオチン結合用粒子の分散液を調製し、ビオチン結合量を評価した。

５．４．比較例１
実施例１において、メタクリル酸シクロヘキシル３０ｇおよびｔｅｒｔ−ドデカンチオール１．２ｇの代わりに、メタクリル酸シクロヘキシル４５ｇを使用した以外は、実施例１と同様にして、固形分濃度１％の磁性粒子分散体を得、その評価を実施した。その結果を表１に示す。

表１によれば、実施例１で得られた磁性粒子は、球状磁性粒子が複数個結合した構造を有するため、球状磁性粒子が複数個結合した構造を有していない比較例１で得られた磁性粒子と比較して、磁気分離性が良好であり、かつ、生化学物質（ビオチン）結合量が多いことが理解できる。

図１は、実施例１で得られた磁性粒子分散体の走査型電子顕微鏡写真を示す。

Claims (6)

1. 球状磁性粒子を複数個結合させて得られ、粒子の中心を通る断面の径のうち最大の径が０．０５〜２０μｍである、磁性粒子。
2. 請求項１において、
   前記球状磁性粒子が２〜６個結合した構造を有する、磁性粒子。
3. 請求項１または２において、
   前記球状磁性粒子は、磁性体微粒子およびポリマー部を含む、磁性粒子。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記ポリマー部は、結合した前記球状磁性粒子を覆うように形成されている、磁性粒子。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の磁性粒子を数分率で１％以上含む、磁性粒子分散体。
6. 球状磁性粒子の分散体中でモノマーを重合することにより、該球状磁性粒子を複数個結合する工程を含む、磁性粒子の製造方法。