JP2010260877A - Organic polymer particle and probe-bonded particle - Google Patents

Organic polymer particle and probe-bonded particle Download PDF

Info

Publication number
JP2010260877A
JP2010260877A JP2007223269A JP2007223269A JP2010260877A JP 2010260877 A JP2010260877 A JP 2010260877A JP 2007223269 A JP2007223269 A JP 2007223269A JP 2007223269 A JP2007223269 A JP 2007223269A JP 2010260877 A JP2010260877 A JP 2010260877A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
group
particle
probe
organic polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007223269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Tamori
功二 田守
Satoshi Katayose
聡 片寄
Tomohiro Kamitsubara
朋広 上津原
Masaru Ueno
勝 上野
Tetsuo Fukuda
哲夫 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JSR Corp filed Critical JSR Corp
Priority to JP2007223269A priority Critical patent/JP2010260877A/en
Priority to PCT/JP2008/065092 priority patent/WO2009028449A1/en
Publication of JP2010260877A publication Critical patent/JP2010260877A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain particles that extremely hardly cause unspecific adsorption of a biochemical substance and separates a target biochemical substance at a very high purity in a high yield. <P>SOLUTION: The organic polymer particles for separating a biochemical substance from a biological sample utilizing an interaction with a probe includes an active functional group for bonding to the probe, has a surface area giving a value of 20-5,000 Å<SP>2</SP>when divided by the amount of the active functional group, and bears a nonionic hydrophilic group. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、生化学物質分離用の有機ポリマー粒子に関する。   The present invention relates to organic polymer particles for separating biochemical substances.

近年、生化学分野、医薬品分野などにおいて、細胞、タンパク質、核酸などの生化学物質に関する研究が盛んに行われている。これら生化学物質の構造、機能、存在量などについての詳細な研究を行うことにより、例えば、未知の生命現象を科学的に解明したり、優れた効能の医薬品を新たに創製したりすることが可能になると期待されている。
これらの研究を遂行するうえで必要となるのが、生物学的試料(細胞浮遊液、細胞破砕液、血液、唾液など)の中に含まれる特定の生化学物質を、無数の夾雑物の中から分離するという技術である。
In recent years, research on biochemical substances such as cells, proteins, and nucleic acids has been actively conducted in the fields of biochemistry and pharmaceuticals. By conducting detailed research on the structure, function, abundance, etc. of these biochemical substances, it is possible, for example, to scientifically elucidate unknown life phenomena or to create new drugs with excellent efficacy. It is expected to be possible.
In order to carry out these studies, specific biochemical substances contained in biological samples (cell suspension, cell disruption fluid, blood, saliva, etc.) are contained in countless contaminants. It is a technology that separates from.

従来の生化学物質分離技術は、およそ次の2種類に分類できる。
(A)標的物質の物理化学的性質(大きさ、形状、比重、等電点、極性など)を利用して分離する手法。例えば、濾過器、濾過膜、遠心分離機、電気泳動装置、吸着坦体を用いる分離手法などが挙げられる。
(B)標的物質の生化学的性質(タンパク質、DNA、化合物などに対する親和力など)を利用して分離する手法。例えば、プローブを表面に結合させたゲル坦体、粒子坦体、あるいは、これらの坦体を充填したカラムクロマトグラフィーを用いる分離手法などが挙げられる。
Conventional biochemical substance separation techniques can be roughly classified into the following two types.
(A) A method of separation using the physicochemical properties (size, shape, specific gravity, isoelectric point, polarity, etc.) of the target substance. For example, a filter, a filter membrane, a centrifuge, an electrophoresis device, a separation method using an adsorption carrier, and the like can be given.
(B) A technique for separating using the biochemical properties of the target substance (affinity to proteins, DNA, compounds, etc.). For example, a gel carrier in which a probe is bonded to the surface, a particle carrier, or a separation method using column chromatography packed with these carriers can be used.

分離技術(A)は、標的物質の物理化学的性質を利用するため、物理化学的性質の似通った2以上の生化学物質を分離する用途には適さない。通常、これらの分離技術は、生化学物質の濃縮や粗精製に用いられることが多い。
一方、分離技術(B)は、標的物質のプローブとの親和力を利用するため、特定の生化学物質を分離することが、原理的に可能である。ただし、従来技術には幾つかの問題が存在した。
Since the separation technique (A) uses the physicochemical properties of the target substance, it is not suitable for use in separating two or more biochemical substances having similar physicochemical properties. Usually, these separation techniques are often used for concentration and crude purification of biochemical substances.
On the other hand, since the separation technique (B) uses the affinity of the target substance with the probe, it is possible in principle to separate a specific biochemical substance. However, there are some problems in the prior art.

従来の分離技術(B)の問題点としては、例えば、使用する坦体の表面が生化学物質を非特異的に吸着する性質を有する場合には、分離される標的物質の純度が低くなるという問題があった。また、坦体上でプローブがその活性を維持できない場合には、分離される標的物質の収量が低くなるという問題があった。さらに、プローブが坦体に化学結合を介して結合されていない場合には、標的物質の分離の際、プローブも共に回収されるため、分離される標的物質の純度が低くなるという問題があった。
分離される生化学物質の純度が低く、夾雑物が混在する場合には、目的とする生化学物質の同定や機能解析が困難となったり、あるいは誤った解析結果を導き出す原因となったりする場合がある。また、分離される生化学物質の収量が低い場合には、解析で使用する装置の検出限界以下となり、生化学物質の同定や機能解析が困難となったり、あるいは測定者が分離の事実そのものを見逃したりする場合がある。
よって、標的物質の捕捉量を向上させ、非特異的吸着の量を低減させる必要がある。
The problem with the conventional separation technique (B) is that, for example, when the surface of the carrier used has a property of non-specifically adsorbing biochemical substances, the purity of the target substance to be separated is low. There was a problem. In addition, when the probe cannot maintain its activity on the carrier, there is a problem that the yield of the target substance to be separated is lowered. Furthermore, when the probe is not bonded to the carrier through a chemical bond, the probe is also collected when the target substance is separated, so that there is a problem that the purity of the separated target substance is lowered. .
If the purity of the biochemical substance to be separated is low and impurities are mixed, it may be difficult to identify the target biochemical substance or perform functional analysis, or may lead to incorrect analysis results. There is. In addition, if the yield of the separated biochemical substance is low, it will be below the detection limit of the equipment used in the analysis, and it will be difficult to identify and analyze the biochemical substance, or the measurer will show the separation fact itself. You may miss it.
Therefore, it is necessary to improve the capture amount of the target substance and reduce the amount of nonspecific adsorption.

従来の分離技術(B)における問題点をさらに具体的に述べる。
分離技術(B)に使用される担体としては、アガロース、デキストランなどの糖鎖に基づくゲル担体、ポリスチレンやアクリルなどの有機ポリマー粒子、シリカや磁性体などの無機物を含む有機−無機複合担体などが挙げられる。
これらのうち、ゲル担体においては、担体表面が親水的であるために、生化学物質の非特異的な吸着が比較的少ないという利点がある反面、担体上でプローブの活性を維持できずに、標的物質の収量が少なくなるという問題があった。また、これらゲル担体は機械的強度が低いため、加圧条件下での使用には耐えられないという問題や、耐溶剤性に乏しいという問題がある。
Problems in the conventional separation technique (B) will be described more specifically.
Examples of the carrier used in the separation technique (B) include gel carriers based on sugar chains such as agarose and dextran, organic polymer particles such as polystyrene and acrylic, and organic-inorganic composite carriers containing inorganic substances such as silica and magnetic substances. Can be mentioned.
Among these, in the gel carrier, since the carrier surface is hydrophilic, there is an advantage that non-specific adsorption of the biochemical substance is relatively small, but the activity of the probe cannot be maintained on the carrier, There was a problem that the yield of the target substance was reduced. Moreover, since these gel carriers have low mechanical strength, they have a problem that they cannot be used under pressurized conditions and a problem that solvent resistance is poor.

一方、有機ポリマー粒子や有機−無機複合担体においては、担体の機械的強度が高いという利点がある反面、疎水的な担体表面に対し、生化学物質が非特異的に吸着するという問題があった。また、担体上でプローブの活性を維持できずに、標的物質の収量が少なくなるという問題がある。 On the other hand, organic polymer particles and organic-inorganic composite carriers have the advantage that the mechanical strength of the carriers is high, but there is a problem that biochemical substances are adsorbed non-specifically on the hydrophobic carrier surface. . Moreover, there is a problem that the yield of the target substance is reduced because the activity of the probe cannot be maintained on the carrier.

また、従来の診断薬用に用いられている粒子においては、生化学物質の非特異吸着を抑制するためのブロッキング剤として、アルブミン、カゼイン、スキムミルクなどを使用することができたが、上記のような生化学物質の分離や、解析を目的とした粒子に対しては、分離物質の純度を低下させてしまうために、この手法が適用できないという問題がある。 In addition, in particles used for conventional diagnostic agents, albumin, casein, skim milk, etc. could be used as a blocking agent for suppressing nonspecific adsorption of biochemical substances. There is a problem that this method cannot be applied to particles for the purpose of separation or analysis of biochemical substances because the purity of the separated substances is lowered.

非特異吸着を抑制する手法として、たとえば、特開2006−131771号公報では、粒子をスチレンおよびグリシジルメタクリレートに分散させ、超音波処理で微分散させてから重合する方法が提案されている。しかしながら、磁性体の被覆が不十分であるため、非特異吸着の低減は不十分であり、また、平均粒子径が200nm以下と粒子径が小さいため磁気分離性も不十分である。また、磁性体が露出するため、酸などの溶剤中で粒子が崩壊するという問題がある。さらに、この方法では標的物質の収量に改善の余地がある。 As a technique for suppressing non-specific adsorption, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-131771 proposes a method in which particles are dispersed in styrene and glycidyl methacrylate and finely dispersed by ultrasonic treatment and then polymerized. However, since the coating of the magnetic material is insufficient, the reduction of non-specific adsorption is insufficient, and the average particle size is 200 nm or less and the particle size is small, so that the magnetic separation property is also insufficient. In addition, since the magnetic substance is exposed, there is a problem that the particles collapse in a solvent such as an acid. Furthermore, this method has room for improvement in the yield of the target substance.

さらに、特表2006−511935号公報では、粒子表面および内部に磁性体を析出させ、さらにグリシジル基を有するポリマーでコートする提案がなされている。しかしながら、この方法では、粒子表面にまで磁性粒子を析出させた場合、グリシジル基を有するポリマーでのコートのみでは磁性粒子の被覆が不十分であり、非特異吸着性を低減させることができない。   Furthermore, Japanese Patent Application Publication No. 2006-511935 proposes that a magnetic substance is deposited on the surface and inside of a particle and further coated with a polymer having a glycidyl group. However, in this method, when the magnetic particles are deposited to the surface of the particles, the coating with the polymer having a glycidyl group alone is insufficient to coat the magnetic particles, and the nonspecific adsorption property cannot be reduced.

また、特表平10−505118号公報では、グリシジル基を導入した磁性粒子に、アミノ基を導入する反応が記載されているが、この磁性粒子はイオン交換を目的とした多孔質の粒子であり、非特異吸着が著しい。
本出願人は、特許第3738847号公報で、磁性体の脱落、鉄イオンなどの磁性体成分に由来する物質の溶出がなく、均一粒子径を有する診断薬用粒子を簡便かつ効率的に製造することを目的として、2層のポリマーコートを設ける工程を含む磁性粒子の製造方法を開示し、さらに、特開2005−83904号公報および特開2005−83905号公報で、非特異吸着を低減した磁性粒子を開示したが、近年、さらに非特異吸着を低減することが望まれている。
In Japanese Patent Publication No. 10-505118, a reaction for introducing an amino group into a magnetic particle into which a glycidyl group is introduced is described. This magnetic particle is a porous particle for the purpose of ion exchange. Non-specific adsorption is remarkable.
The present applicant, in Japanese Patent No. 3738847, is capable of easily and efficiently producing diagnostic pharmaceutical particles having a uniform particle size without dropping off of a magnetic material and elution of a substance derived from a magnetic material component such as iron ions. For this purpose, a method for producing magnetic particles including a step of providing a two-layer polymer coat is disclosed, and further, in JP 2005-83904 A and JP 2005-83905 A, magnetic particles with reduced non-specific adsorption are disclosed. In recent years, it has been desired to further reduce non-specific adsorption.

このように、従来の生化学物質分離技術には多くの手法が存在するものの、生物学的試料中に含まれる特定の生化学物質(細胞、タンパク質、核酸など)を、無数の夾雑物の中から極めて高い純度で、かつ収率良く分離する用途に適用できる手法はこれまでなかった。 As described above, although there are many techniques for conventional biochemical substance separation techniques, specific biochemical substances (cells, proteins, nucleic acids, etc.) contained in biological samples are contained in a myriad of contaminants. Until now, there has been no technique applicable to the use for separation with extremely high purity and good yield.

特開2006−131771号公報JP 2006-131771 A 特表2006−511935号公報JP-T 2006-511935 特表平10−505118号公報Japanese National Patent Publication No. 10-505118 特許第3738847号公報Japanese Patent No. 3738847 特開2005−83904号公報JP 2005-83904 A 特開2005−83905号公報JP 2005-83905 A

本発明は、生化学物質の非特異的な吸着が極めて少なく、かつ、標的とする生化学物質を極めて高純度かつ高収量で分離する粒子を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to obtain particles that have very little non-specific adsorption of biochemical substances and that separate target biochemical substances with extremely high purity and high yield.

上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、プローブを結合するための活性官能基と、非イオン性の親水基とを有し、かつ、粒子の表面積を活性官能基の量で除した値(パーキングエリア)が20〜5000Åの条件を満たす有機ポリマー粒子に対して、プローブを化学結合を介して結合させることにより得られる担体を用いることにより、生物学的試料の中から、生化学物質を極めて高純度かつ高収量で分離することが可能になることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、プローブを結合するための有機ポリマー粒子、およびこの有機ポリマー粒子上にプローブを化学結合を介して結合させたプローブ結合粒子を提供することができる。
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have conducted intensive research. As a result, the present invention has an active functional group for binding a probe and a nonionic hydrophilic group, and the surface area of the particle is determined based on the active functional group. divided by the amount (parking area) is relative to satisfy organic polymer particles 20~5000A 2, by using a carrier obtained by coupling via a chemical bond to the probe, the biological sample From the inside, it was found that biochemical substances could be separated with extremely high purity and high yield, and the present invention was completed.
According to the present invention, it is possible to provide an organic polymer particle for binding a probe, and a probe binding particle in which a probe is bonded to the organic polymer particle via a chemical bond.

本発明における有機ポリマー粒子の態様は、
粒子上にプローブを固定化するための活性官能基と、非イオン性の親水基とを有し、かつ、粒子の表面積を該活性官能基の量で除した値(パーキングエリア)が20〜5000Åの条件を満たすことを特徴とする有機ポリマー粒子。
The aspect of the organic polymer particles in the present invention is:
A value (parking area) having an active functional group for immobilizing the probe on the particle and a nonionic hydrophilic group and dividing the surface area of the particle by the amount of the active functional group is 20 to 5000 Å. An organic polymer particle characterized by satisfying the condition of 2 .

上記有機ポリマー粒子は、磁性体を含有することができる。   The organic polymer particles can contain a magnetic material.

上記有機ポリマー粒子は、活性官能基としてカルボキシル基、アミノ基、トシル基を有することができる。   The organic polymer particle may have a carboxyl group, an amino group, or a tosyl group as an active functional group.

上記有機ポリマー粒子は、非イオン性の親水基として粒子上に2,3−ジヒドロキシプロピル基を有することができる。   The organic polymer particles can have 2,3-dihydroxypropyl groups on the particles as nonionic hydrophilic groups.

上記有機ポリマー粒子は、表面に超常磁性微粒子の層を有する母粒子と、この母粒子を覆うように設けられたプローブ結合用の活性官能基および非イオン性の親水基を有する有機ポリマー層と、から成る構造を有することができる。   The organic polymer particles include a mother particle having a superparamagnetic fine particle layer on the surface, an organic polymer layer having an active functional group for binding a probe and a nonionic hydrophilic group provided so as to cover the mother particle, Can have a structure consisting of

本発明におけるプローブ結合粒子の態様は、
上記有機ポリマー粒子に、粒子上の活性官能基を介して化学結合によりプローブを結合させた、プローブ結合粒子であることを特徴とする。
The aspect of the probe-binding particle in the present invention is:
A probe-bonded particle in which a probe is bonded to the organic polymer particle through an active functional group on the particle through a chemical bond.

上記プローブ結合粒子は、プローブとして抗体、抗原、核酸、化合物、アフィニティー用タグ捕捉物質などを有することができる。 The probe-binding particles can have antibodies, antigens, nucleic acids, compounds, affinity tag capture substances and the like as probes.

本発明の有機ポリマー粒子は、タンパク質、核酸、細胞などの生化学物質の非特異的な吸着が極めて少なく、かつ、プローブを、その活性を高く維持した状態で粒子表面に化学結合を介して結合させることができる。
本発明のプローブ結合粒子は、生物学的試料の中から特定の生化学物質あるいは生化学物質の複合体を、極めて高い純度で分離することができる。
The organic polymer particles of the present invention have very little non-specific adsorption of biochemical substances such as proteins, nucleic acids, and cells, and bind the probe to the particle surface through chemical bonds while maintaining high activity. Can be made.
The probe-binding particle of the present invention can separate a specific biochemical substance or a complex of biochemical substances from a biological sample with extremely high purity.

以下、本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子、および、プローブ結合粒子について説明する。   Hereinafter, organic polymer particles and probe-bonded particles according to an embodiment of the present invention will be described.

1.有機ポリマー粒子およびその製造方法
本発明の有機ポリマー粒子は、生物学的試料の中から、生化学物質をプローブとの相互作用を用いて分離するための有機ポリマー粒子であって、該有機ポリマー粒子はプローブを結合するための活性官能基を有しており、かつ粒子の表面積を該活性官能基の量で除した値が20〜5000Åであり、さらに非イオン性の親水基を有する。
本発明において、「生物学的試料」とは、生物学的な被検試料であり、例えば、細胞、組織、血液、骨髄、体液、唾液、精液、尿、口腔スワブなどが挙げられる。
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などが挙げられる。
1. Organic polymer particle and method for producing the same The organic polymer particle of the present invention is an organic polymer particle for separating a biochemical substance from a biological sample by using an interaction with a probe, and the organic polymer particle have active functional has a group, and the value obtained by dividing the amount of active functional groups the surface area of the particles is 20~5000A 2, further nonionic hydrophilic groups for binding the probe.
In the present invention, the “biological sample” is a biological test sample, and examples thereof include cells, tissues, blood, bone marrow, body fluid, saliva, semen, urine, and oral swabs.
In the present invention, “biochemical substance” refers to all substances related to the living body. Examples of the biochemical substance include a substance contained in a living body, a substance derived from a substance contained in a living body, and a substance that can be used in a living body.

本発明における「プローブ」とは、生物学的試料の中の特定の生化学物質と結合し得る抗原・抗体などのタンパク質、核酸、糖鎖、化学物質などをいう。
本発明における「活性官能基」とは、プローブと化学反応を介して結合し得る官能基であり、カルボキシル基、アミノ基、トシル基、エポキシ基、カルボニル基、メルカプト基、コハク酸イミド基、シラノール基などをいう。官能基の保存安定性、プローブの導入の容易さ、導入後のプローブの活性などの点から、好ましい活性官能基は、カルボキシル基、アミノ基、トシル基である。これらの官能基の導入方法は後述する。
The “probe” in the present invention refers to a protein such as an antigen / antibody that can bind to a specific biochemical substance in a biological sample, a nucleic acid, a sugar chain, a chemical substance, and the like.
The “active functional group” in the present invention is a functional group that can be bonded to the probe through a chemical reaction, and is a carboxyl group, amino group, tosyl group, epoxy group, carbonyl group, mercapto group, succinimide group, silanol. A group. In view of storage stability of the functional group, ease of introduction of the probe, activity of the probe after introduction, and the like, preferred active functional groups are a carboxyl group, an amino group, and a tosyl group. The method for introducing these functional groups will be described later.

本発明の有機ポリマー粒子の表面積を該活性官能基の量で除した値(以下、「パーキングエリア」という)は、20〜5000Åである。より好適な範囲、限定理由などは後述する。 Surface area divided by the amount of the active functional groups of the organic polymer particles of the present invention (hereinafter, referred to as "parking area") is 20~5000Å 2. A more suitable range, reason for limitation, etc. will be described later.

本発明における「非イオン性の親水基」とは、水酸基、エチレンオキシド基、アミド基などの官能基であり、好ましくはアルコール性水酸基、さらに好ましくは、2,3−ジヒドロキシプロピル基である。非イオン性の親水基は、生物学的試料中の夾雑物が粒子へ吸着することを防ぎ、目的の生化学物質を高い純度で分離するための必須成分である。なお、非イオン性の親水基の導入量の指標として、有機ポリマー粒子の水分散液から得られる乾燥塗膜と水との接触角は、好ましくは60°以下、さらに好ましくは5〜50°、最も好ましくは10〜40°である。非イオン性の親水基の導入量が不十分である場合、すなわち接触角が60°を超える場合、非特異吸着が多くなる場合がある。有機ポリマー粒子の水分散液から得られる乾燥塗膜と水との接触角の測定法については、特開2007−127426に記載した通りである。
本発明の有機ポリマー粒子の内部構造として、粒子全体が均質であってもよく、母粒子を核として該母粒子の上に有機ポリマー層が形成された層構造をであってもよい。以下に述べる製造方法では、特に層構造を有する有機ポリマー粒子について、述べる。
The “nonionic hydrophilic group” in the present invention is a functional group such as a hydroxyl group, an ethylene oxide group or an amide group, preferably an alcoholic hydroxyl group, more preferably a 2,3-dihydroxypropyl group. The nonionic hydrophilic group is an essential component for preventing the contaminants in the biological sample from adsorbing to the particles and separating the target biochemical substance with high purity. In addition, as an index of the introduction amount of nonionic hydrophilic groups, the contact angle between the dry coating film obtained from the aqueous dispersion of organic polymer particles and water is preferably 60 ° or less, more preferably 5 to 50 °, Most preferably, it is 10 to 40 °. When the introduction amount of the nonionic hydrophilic group is insufficient, that is, when the contact angle exceeds 60 °, nonspecific adsorption may increase. About the measuring method of the contact angle of the dry coating film obtained from the aqueous dispersion of organic polymer particles and water, it is as having described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-127426.
As the internal structure of the organic polymer particle of the present invention, the whole particle may be uniform, or a layer structure in which an organic polymer layer is formed on the mother particle using the mother particle as a nucleus may be used. In the manufacturing method described below, organic polymer particles having a layer structure are described.

1.有機ポリマー粒子およびその製造方法
本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子は、磁性体を含んでいても良い母粒子と、この母粒子を覆うように設けられた有機ポリマー層とから成り、該有機ポリマー層は、プローブを結合するための活性官能基および非イオン性の親水基を有する。さらに、粒子の表面積を該活性官能基の量で除した値は20〜5000Å、より好ましくは20〜1000Åの範囲内であることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子の製造方法は、磁性体を含んでいても良い母粒子を作製後、該母粒子の上に有機ポリマー層を形成する工程を経て、該有機ポリマー粒子を得る。活性官能基および親水基は、該有機ポリマー層作製工程にて導入しても良いし、該有機ポリマー層作製工程の後で導入しても良い。
1. Organic polymer particles and method for producing the same Organic polymer particles according to an embodiment of the present invention include a mother particle that may contain a magnetic material, and an organic polymer layer provided so as to cover the mother particle. The organic polymer layer has an active functional group for binding the probe and a nonionic hydrophilic group. Further, the value obtained by dividing the surface area of the particle by the amount of the active functional group is in the range of 20 to 5000 2 , more preferably 20 to 1000 2 .
The method for producing organic polymer particles according to an embodiment of the present invention includes a step of forming an organic polymer layer on the mother particle after producing the mother particle which may contain a magnetic material. Get. The active functional group and the hydrophilic group may be introduced in the organic polymer layer production step, or may be introduced after the organic polymer layer production step.

1.1.母粒子
母粒子の形態としては、例えば(I)有機ポリマーなどの非磁性体からなる粒子、(II)有機ポリマーなどの非磁性体の連続相中に超常磁性微粒子が分散している粒子、(III)超常磁性微粒子の2次凝集体をコアとし、有機ポリマーなどの非磁性体をシェルとする粒子、(IV)有機ポリマーなどの非磁性体からなる粒子をコアとし、超常磁性微粒子の2次凝集体層(磁性体層)をシェルとする粒子、が挙げられる。
粒子がアフィニティーカラムクロマトグラフィーの坦体などの用途で使用される場合には、磁性体を含有しない(I)の形態の母粒子がより好ましい。一方、磁石による磁気分離操作が可能な磁性粒子などの用途で使用される場合には、優れた磁気応答性を有し、かつ粒子径を均一に制御できるという点で、(IV)の形態の母粒子がより好ましい。
(IV)の形態の母粒子は、(I)の形態の母粒子の上に、超常磁性微粒子の2次凝集体層(磁性体層)を設けることによって得られる。以下、(I)および(IV)の形態の母粒子の構成および製造法について説明する。
1.1. Mother particles As the shape of the mother particles, for example, (I) particles made of a nonmagnetic material such as an organic polymer, (II) particles in which superparamagnetic fine particles are dispersed in a continuous phase of a nonmagnetic material such as an organic polymer, III) Particles having a secondary aggregate of superparamagnetic fine particles as a core and a nonmagnetic material such as an organic polymer as a shell, and (IV) Particles made of a nonmagnetic material such as an organic polymer as a core, and secondary particles of the superparamagnetic fine particles. And particles having an aggregate layer (magnetic layer) as a shell.
When the particles are used in applications such as a carrier for affinity column chromatography, the mother particles in the form (I) that do not contain a magnetic substance are more preferable. On the other hand, when used in applications such as magnetic particles that can be magnetically separated by a magnet, it has excellent magnetic responsiveness and the particle diameter can be uniformly controlled. Mother particles are more preferred.
The mother particles having the form (IV) can be obtained by providing a secondary aggregate layer (magnetic material layer) of superparamagnetic fine particles on the mother particles having the form (I). Hereinafter, the constitution and production method of the mother particles in the forms (I) and (IV) will be described.

1.1.1.母粒子(I)
母粒子は、基本的に非磁性物質であり、有機物質および無機物質のいずれも使用可能である。有機物質の代表例としては、例えばポリマーを挙げることができる。かかるポリマーとしては、特に、ビニル系ポリマーが好ましく、最も好ましくは、架橋ポリスチレン、架橋ポリメチルメタクリレートである。これらポリマーは、カルボキシル基などの官能基が導入されていても良い。
母粒子の材質は、複合化の際の加工性、軽量性の観点からポリマーなどの有機物質であることが好ましい。
1.1.1. Mother particle (I)
The base particle is basically a non-magnetic substance, and any of an organic substance and an inorganic substance can be used. As a typical example of the organic substance, for example, a polymer can be mentioned. Such a polymer is particularly preferably a vinyl polymer, and most preferably crosslinked polystyrene or crosslinked polymethyl methacrylate. These polymers may have a functional group such as a carboxyl group introduced therein.
The material of the mother particles is preferably an organic substance such as a polymer from the viewpoints of processability and lightness when combined.

母粒子の平均粒子径は、好ましくは、0.1〜200μm、さらに好ましくは0.5〜100μm、最も好ましくは0.8〜20μmである。母粒子の平均粒子径が0.1μm未満では、粒子と分散媒との分離が困難になる場合がある。一方、母粒子の平均粒子径が200μmを超えると、粒子の重力沈降が著しくなるため、プローブ結合粒子として試料と反応させる場合に、反応場が不均一となる場合がある。また、粒子の重量当たりの有効表面積が小さくなるため、反応効率が低下する場合がある。   The average particle diameter of the mother particles is preferably 0.1 to 200 μm, more preferably 0.5 to 100 μm, and most preferably 0.8 to 20 μm. If the average particle diameter of the mother particles is less than 0.1 μm, it may be difficult to separate the particles from the dispersion medium. On the other hand, when the average particle size of the mother particles exceeds 200 μm, the particles are significantly settled by gravity, so that the reaction field may be non-uniform when reacting with the sample as probe-bound particles. In addition, since the effective surface area per weight of the particles becomes small, the reaction efficiency may decrease.

上述した特定範囲の平均粒子径を有する母粒子としてのポリマー粒子は、例えばビニル系モノマーの懸濁重合、あるいはポリマーバルクの粉砕によって得ることもできる。均一な粒子径を有する核粒子の作製方法としては、特公昭57−24369号公報記載の膨潤重合法、あるいは本出願人が先に提案した重合方法(特開昭61−215602号公報、同61−215603号公報、同61−215604号公報)によって容易に製造することができる。   The polymer particles as the base particles having an average particle diameter in the specific range described above can also be obtained, for example, by suspension polymerization of a vinyl monomer or pulverization of a polymer bulk. As a method for producing core particles having a uniform particle size, a swelling polymerization method described in JP-B-57-24369 or a polymerization method previously proposed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open Nos. 61-215602, 61). -215603 and 61-215604).

1.1.2.母粒子(IV)
母粒子(IV)は、母粒子(I)をコアとし、超常磁性微粒子の2次凝集体層(磁性体層)をシェルとする。
1.1.2.1.超常磁性微粒子
超常磁性微粒子としては、粒子径20nm以下(好ましくは粒子径5〜20nm)の酸化鉄系の微粒子が代表的であり、MFe(M=Co、Ni、Mg、Cu、Li0.5Fe0.5など)で表現されるフェライト、Feで表現されるマグネタイト、あるいはγ−Feを挙げることができる。特に、飽和磁化が強く、かつ残留磁化が少ないγ−FeおよびFeのいずれか一方を含むことが好ましい。
1.1.2. Mother particle (IV)
The mother particles (IV) have the mother particles (I) as a core and the secondary aggregate layer (magnetic material layer) of superparamagnetic fine particles as a shell.
1.1.2.1. The superparamagnetic particles superparamagnetic particles, a particle size not greater than 20 nm (preferably particle size 5 to 20 nm) are fine particles typically iron oxide-based, MFe 2 O 4 (M = Co, Ni, Mg, Cu, Li 0.5 Fe 0.5 or the like), magnetite represented by Fe 3 O 4 , or γ-Fe 2 O 3 . In particular, it is preferable to include either γ-Fe 2 O 3 or Fe 3 O 4 having a strong saturation magnetization and a small residual magnetization.

超常磁性微粒子は、コアと後工程で使用するモノマーとの親和性や相溶性との観点から、表面が疎水化されたものが望ましい。磁性体微粒子の表面の疎水化処理方法としては、特許第3738847号に記載の方法が挙げられる。このような超常磁性微粒子は、公知の磁性流体から適当な貧溶媒で粒子を析出、洗浄することによっても得られる。   The superparamagnetic fine particles preferably have a hydrophobized surface from the viewpoint of the affinity and compatibility between the core and the monomer used in the subsequent step. Examples of the method for hydrophobizing the surface of the magnetic fine particles include the method described in Japanese Patent No. 3738847. Such superparamagnetic fine particles can also be obtained by precipitating and washing particles from a known magnetic fluid with a suitable poor solvent.

1.1.2.2.磁性体層が表面に設けられた母粒子(母粒子(IV))
超常磁性微粒子を含む磁性体層をコア(母粒子(I))の表面に形成する方法としては、コアと超常磁性微粒子とを混合し、コアの表面に超常磁性微粒子を物理的に吸着させることにより、磁性体層を形成する方法が好ましい。本発明において、「物理的吸着法」とは、化学反応を伴わない吸着法、結合法を指すものである。コアの表面に超常磁性微粒子を吸着させる方法としては、例えば、コアと超常磁性微粒子とをドライブレンドして、物理的に強い力を外部から加えることにより双方の粒子を複合化させる方法により作製する方法が挙げられる。物理的に強い力を負荷する方法としては、例えば、乳鉢、自動乳鉢、ボールミル、ブレード加圧式粉体圧縮法、メカノフュージョン法のようなメカノケミカル効果を利用するもの、あるいは、ジェットミル、ハイブリダイザー等の高速気流中衝撃法を利用するものが挙げられる。効率よくかつ強固に複合化を実施するには、物理的吸着力が強いことが望ましい。物理的吸着力が強い複合化を実施するには、攪拌翼付き容器中で攪拌翼の周速度が好ましくは15m/秒以上、より好ましくは30m/秒以上、さらに好ましくは40〜150m/秒で複合化を実施することが挙げられる。撹拌翼の周速度が15m/秒より低いと、核粒子の表面に超常磁性微粒子を吸着させるのに十分なエネルギーを得ることができないことがある。なお、撹拌翼の周速度の上限については、特に制限はないが、使用する装置、エネルギー効率などの点から自ずと決定される。
1.1.2.2. Mother particle (mother particle (IV)) with a magnetic layer on its surface
As a method of forming a magnetic layer containing superparamagnetic fine particles on the surface of the core (mother particle (I)), the core and superparamagnetic fine particles are mixed and the superparamagnetic fine particles are physically adsorbed on the surface of the core. Thus, a method of forming a magnetic layer is preferred. In the present invention, the “physical adsorption method” refers to an adsorption method and a bonding method that do not involve a chemical reaction. As a method for adsorbing the superparamagnetic fine particles on the surface of the core, for example, a method is used in which the core and the superparamagnetic fine particles are dry blended and both particles are combined by applying a physically strong force from the outside. A method is mentioned. As a method of applying a physically strong force, for example, a mortar, an automatic mortar, a ball mill, a method using a mechanochemical effect such as a blade pressure type powder compression method, a mechanofusion method, a jet mill, a hybridizer The thing using the impact method in high-speed air currents, such as these, is mentioned. It is desirable that the physical adsorption force is strong in order to efficiently and firmly perform the composite. In order to carry out complexing with a strong physical adsorption force, the peripheral speed of the stirring blade is preferably 15 m / second or more, more preferably 30 m / second or more, and further preferably 40 to 150 m / second in a vessel equipped with a stirring blade. It is possible to carry out compounding. When the peripheral speed of the stirring blade is lower than 15 m / sec, it may not be possible to obtain sufficient energy for adsorbing the superparamagnetic fine particles on the surface of the core particles. In addition, although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of the circumferential speed of a stirring blade, It determines automatically from points, such as an apparatus to be used and energy efficiency.

コア上に超常磁性微粒子の2次凝集体層を設ける際の混合比(コア:超常磁性微粒子)は、重量比で95:5〜20:80が好ましい。超常磁性微粒子がこの範囲の量より少ないと、得られる磁性粒子の磁気分離性が劣る場合がある。一方、超常磁性微粒子がこの範囲の量より多いと、一部の過剰な超常磁性微粒子が複合化されずに系中に残り、この影響で、プローブ結合粒子として試料と反応させる場合に、反応場が不均一となる場合がある。   The mixing ratio (core: superparamagnetic fine particles) when the secondary aggregate layer of superparamagnetic fine particles is provided on the core is preferably 95: 5 to 20:80 by weight. If the amount of superparamagnetic particles is less than this range, the magnetic separation of the resulting magnetic particles may be inferior. On the other hand, if the amount of superparamagnetic fine particles is larger than this range, a part of the superparamagnetic fine particles remain in the system without being complexed. May be non-uniform.

1.2.活性官能基および親水基を有する有機ポリマー層
母粒子上に形成するプローブを結合するための活性官能基および非イオン性の親水基を有する有機ポリマー層の形態としては、例えば、(V)母粒子の表面に直接、活性官能基および親水基を有するポリマー層を設けた粒子、(VI)母粒子の表面に先ず疎水性の第1ポリマー層(以下、単に「第1ポリマー層」ともいう。)を形成した後、さらにその表面に活性官能基および親水基を有する第2ポリマー層(以下、単に「第2ポリマー層」ともいう。)を設けた粒子、が挙げられる。
超常磁性微粒子を含有する母粒子を使用する場合には、超常磁性微粒子の露出を抑制できるという点で、(VI)の形態の有機ポリマー層がより好ましい。超常磁性微粒子が露出していると、生化学物質の非特異的な吸着が増え、分離物質の純度が低下する。また、酸などの添加で、超常磁性微粒子が溶解する場合がある。
以下、(VI)の形態の有機ポリマー層の製造法について説明する。
1.2. Organic polymer layer having active functional group and hydrophilic group As the form of the organic polymer layer having an active functional group and a nonionic hydrophilic group for binding a probe formed on the mother particle, for example, (V) mother particle Particles having a polymer layer having an active functional group and a hydrophilic group directly on the surface thereof, (VI) a hydrophobic first polymer layer (hereinafter also simply referred to as “first polymer layer”) on the surface of the mother particle. In addition, particles having a second polymer layer (hereinafter, also simply referred to as “second polymer layer”) having an active functional group and a hydrophilic group on the surface thereof are included.
When using mother particles containing superparamagnetic fine particles, the organic polymer layer of the form (VI) is more preferable in that exposure of superparamagnetic fine particles can be suppressed. When superparamagnetic fine particles are exposed, non-specific adsorption of biochemical substances increases, and the purity of the separated substances decreases. Moreover, superparamagnetic fine particles may be dissolved by the addition of acid or the like.
Hereinafter, the manufacturing method of the organic polymer layer of the form (VI) is demonstrated.

母粒子上に(VI)の形態の有機ポリマー層を形成する製造法としては、母粒子の表面に疎水性の第1ポリマー層を形成した後に、例えば、(VII)活性官能基を有するモノマーと、親水基を有するモノマーと、を共重合させる方法、(VIII)活性官能基を有するモノマーおよび/または親水基を有するモノマーを(共)重合させた後に、活性官能基および/または親水基を化学修飾にて導入する方法、などにより第2ポリマー層を形成する方法が挙げられる。これらの中では、(VIII)の製造法が、有機ポリマー粒子に導入する官能基の量を制御し易いという点で、より好ましい。 As a production method for forming the organic polymer layer in the form of (VI) on the mother particle, after forming the hydrophobic first polymer layer on the surface of the mother particle, for example, (VII) a monomer having an active functional group, , A method of copolymerizing with a monomer having a hydrophilic group, (VIII) a monomer having an active functional group and / or a monomer having a hydrophilic group is (co) polymerized, and then the active functional group and / or the hydrophilic group is chemically Examples thereof include a method of forming the second polymer layer by a method of introducing by modification. In these, the manufacturing method of (VIII) is more preferable at the point that it is easy to control the quantity of the functional group introduce | transduced into an organic polymer particle.

本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子は、プローブを結合するための、活性官能基を有する。活性官能基としては、例えば、カルボキシル基、アミノ基、およびトシル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有することが好ましい。これらの活性官能基を、上記(VIII)の製造法で製造した有機ポリマー層に対して、化学修飾にて導入する方法としては、例えば、下記の方法が挙げられる。
(a)カルボキシル基の導入
有機ポリマー層上の水酸基に対しカルボキシル化剤を反応させる。
(b)アミノ基の導入
有機ポリマー層上のエポキシ基に対しアミノ化剤を反応させる。
(c)トシル基の導入
有機ポリマー層上の水酸基に対しトシル化剤を反応させる。
The organic polymer particle according to an embodiment of the present invention has an active functional group for binding a probe. The active functional group preferably has at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group, an amino group, and a tosyl group, for example. Examples of a method for introducing these active functional groups into the organic polymer layer produced by the production method (VIII) by chemical modification include the following methods.
(A) Carboxyl group introduction A carboxylating agent is reacted with a hydroxyl group on the organic polymer layer.
(B) Introduction of amino group An aminating agent is reacted with the epoxy group on the organic polymer layer.
(C) Introduction of tosyl group A tosylating agent is reacted with a hydroxyl group on the organic polymer layer.

ここで、エポキシ基を加水分解することにより、水酸基が得られることは公知の技術である。よって、上記(VIII)の製造法において、疎水性の第1ポリマー層と、エポキシ基を有する第2ポリマー層とを形成した後に、適宜、加水分解を施し、さらに、上記(a)〜(c)の方法で活性官能基を導入することにより、本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子を得ることができる(以下、本製造法を製造法(IX)という。)。製造法(IX)は、有機ポリマー粒子に導入する官能基の量を制御し易いという点だけでなく、1つのベースとなる粒子から複数種の活性官能基を有する粒子に容易に変換できるという点で、好ましい。
なお、第2ポリマー層上に導入されるエポキシ基も、プローブを結合するための活性官能基として使用することができる。
以下、上記(IX)の製造法について詳細に説明する。
Here, it is a known technique that a hydroxyl group is obtained by hydrolyzing an epoxy group. Therefore, in the production method of (VIII), after forming the hydrophobic first polymer layer and the second polymer layer having an epoxy group, hydrolysis is appropriately performed, and further, the above (a) to (c) The organic polymer particles according to one embodiment of the present invention can be obtained by introducing an active functional group by the method (hereinafter, this production method is referred to as production method (IX)). The production method (IX) is not only easy to control the amount of functional groups introduced into the organic polymer particles, but also easily converted from a single base particle to particles having a plurality of types of active functional groups. It is preferable.
In addition, the epoxy group introduce | transduced on a 2nd polymer layer can also be used as an active functional group for couple | bonding a probe.
Hereafter, the manufacturing method of said (IX) is demonstrated in detail.

1.2.1.疎水性の第1ポリマー層の形成
疎水性の第1ポリマー層を形成するためのモノマー(以下、「第1モノマー部」ともいう。)は、80重量%以上の疎水性モノマーを含み、好ましくは95重量%以上の疎水性モノマーを含み、さらに好ましくは98重量%以上の疎水性モノマーを含む。第1モノマー部中の疎水性モノマーが80重量%未満であると、非特異吸着が悪化する場合がある。ここで、疎水性モノマーとは、25℃における水への溶解度が2.5重量%以下の重合性モノマーの単体および混合物である。疎水性モノマーは単官能性(非架橋性)モノマー、架橋性モノマーのいずれであってもよく、単官能性モノマーおよび架橋性モノマーの混合物でもよい。
1.2.1. Formation of Hydrophobic First Polymer Layer The monomer for forming the hydrophobic first polymer layer (hereinafter also referred to as “first monomer part”) contains 80% by weight or more of a hydrophobic monomer, preferably It contains 95 wt% or more of hydrophobic monomer, more preferably 98 wt% or more of hydrophobic monomer. If the hydrophobic monomer in the first monomer part is less than 80% by weight, non-specific adsorption may deteriorate. Here, the hydrophobic monomer is a simple substance or a mixture of polymerizable monomers having a solubility in water at 25 ° C. of 2.5% by weight or less. The hydrophobic monomer may be either a monofunctional (non-crosslinkable) monomer or a crosslinkable monomer, or may be a mixture of a monofunctional monomer and a crosslinkable monomer.

母粒子の存在下で、副原料である重合開始剤、乳化剤、分散剤、電解質、架橋剤、分子量調節剤などが必要に応じて添加された液体中で、主原料である80重量%以上の疎水性モノマーを含む第1モノマー部を重合することにより、第1ポリマー層を形成することができる。母粒子が磁性体を含有する場合には特に、このように、重合によって第1ポリマー層を形成することにより、磁性体を効果的に被覆することができ、かつ、非特異吸着を効果的に低減させることができる。   In the presence of the mother particles, the auxiliary raw material polymerization initiator, emulsifier, dispersing agent, electrolyte, cross-linking agent, molecular weight regulator, etc. are added as necessary in the liquid, and the main raw material is 80% by weight or more. A first polymer layer can be formed by polymerizing the first monomer portion containing a hydrophobic monomer. In particular, when the mother particles contain a magnetic material, the magnetic material can be effectively coated by forming the first polymer layer by polymerization, and non-specific adsorption can be effectively performed. Can be reduced.

第1モノマー部に使用可能な疎水性モノマーのうち単官能性モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレンなどの芳香族ビニル単量体、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ステアリルアクリレート、ステアリルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボニルアクリレート、イソボニルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルなどを例示することができる。また、疎水性モノマーのうち架橋性モノマーとしては、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレート、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレートなどを例示することができる。   Among the hydrophobic monomers that can be used in the first monomer portion, monofunctional monomers include aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, and halogenated styrene, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, and ethyl methacrylate. And ethylenically unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as stearyl acrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate. Among the hydrophobic monomers, crosslinkable monomers include ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate. And polyfunctional (meth) acrylates such as dipentaerythritol hexamethacrylate, conjugated diolefins such as butadiene and isoprene, divinylbenzene, diallyl phthalate, allyl acrylate, and allyl methacrylate.

第1モノマー部は、20重量%未満の非疎水性モノマー(親水性モノマー)を含んでいてもよい。非疎水性モノマーのうち、単官能性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などのカルボキシル基を有するモノマー、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリセロールアクリレート、グリセロールメタクリレート、メトキシエチルアクリレート、メトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールアクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどの親水性官能基(例えば水酸基、アミノ基、アルコキシ基、など)を有する(メタ)アクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、N−(2−ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミドなどを例示できる。非疎水性モノマーのうち、架橋性モノマーとして、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリビニルアルコールのポリ(メタ)アクリルエステルなどの親水性のモノマーを例示することができる。第1モノマー部に含まれる非疎水性モノマーは、20重量%未満であり、好ましくは5重量%未満であり、さらに好ましくは2重量%未満である。   The first monomer part may contain less than 20% by weight of a non-hydrophobic monomer (hydrophilic monomer). Among non-hydrophobic monomers, monofunctional monomers include monomers having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, glycerol acrylate, glycerol methacrylate , Methoxyethyl acrylate, methoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol acrylate, polyethylene glycol methacrylate, polypropylene glycol acrylate, polypropylene glycol methacrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl ( (Meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (Meth) acrylate having a hydrophilic functional group (for example, hydroxyl group, amino group, alkoxy group, etc.) such as meth) acrylate, 2-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, acrylamide, Methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, diacetoneacrylamide, N- (2-diethylaminoethyl) (meth) acrylamide, N- (2-dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide, N- (3- Examples thereof include dimethylaminopropyl) (meth) acrylamide. Among the non-hydrophobic monomers, hydrophilic monomers such as polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and poly (meth) acrylic ester of polyvinyl alcohol can be exemplified as the crosslinkable monomer. The non-hydrophobic monomer contained in the first monomer part is less than 20% by weight, preferably less than 5% by weight, and more preferably less than 2% by weight.

第1モノマー部中の架橋性モノマー(疎水性モノマー、非疎水性モノマーあわせて)の比率は、第1ポリマー層を構成するモノマー部100重量%中に好ましくは1〜40重量%であり、さらに好ましくは5〜20重量%である。第1モノマー部中の架橋性モノマーの比率が40重量%を超えると、粒子が多孔質化して非特異的な吸着を増加させることがある。   The ratio of the crosslinkable monomer (including the hydrophobic monomer and the non-hydrophobic monomer) in the first monomer part is preferably 1 to 40% by weight in 100% by weight of the monomer part constituting the first polymer layer, Preferably, it is 5 to 20% by weight. When the ratio of the crosslinkable monomer in the first monomer part exceeds 40% by weight, the particles may become porous and increase nonspecific adsorption.

重合開始剤としては、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、母粒子表面での重合よりも、疎水性モノマーのみの重合が優先し、新粒子が多量に生じる傾向がある。   The polymerization initiator is preferably an oil-soluble polymerization initiator from the viewpoint of solubility in water. When a water-soluble polymerization initiator is used, the polymerization of only the hydrophobic monomer is prioritized over the polymerization on the surface of the mother particles, and a large amount of new particles tend to be generated.

油溶性重合開始剤としては、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などの過酸化化合物、アゾ化合物などを挙げることができる。   Examples of oil-soluble polymerization initiators include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, tertiary butyl peroxy 2-ethylhexanate, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, peroxide compounds such as azobisisobutyronitrile, azo compounds, etc. Can be mentioned.

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、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩、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などが挙げられ、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、塩化第一鉄などを組み合わせたレドックス開始剤も挙げられ、中でも過硫酸塩が好適に用いられる。
これらの重合開始剤のモノマー全体に対する割合は0.01〜8重量%の範囲が好適に用いられる。
Water-soluble initiators include potassium persulfate, ammonium persulfate, persulfates such as sodium persulfate, hydrogen peroxide, 2-2 azobis (2-aminopropane) mineral acid salt, azobiscyanovaleric acid and its alkali metal salts, and Examples thereof include ammonium salts, and redox initiators in which persulfates, hydrogen peroxide salts and sodium bisulfite, sodium thiosulfate, ferrous chloride, etc. are combined. Among them, persulfates are preferably used. .
The ratio of these polymerization initiators to the whole monomer is preferably in the range of 0.01 to 8% by weight.

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または非イオン性界面活性剤などを単独もしくは組み合わせて用いることができる。例えば陰イオン性界面活性剤としては、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陰イオン性界面活性剤の他、エレミノールJS−2、JS−5〔製品名、三洋化成(株)製〕、ラテムルS−120、S−180A、S−180、PD−104〔製品名、花王(株)製〕、アクアロンHS−10、HS−20、KH−10〔製品名、第一工業製薬(株)製〕、アデカリアソープSE−10N、SR−10〔製品名、旭電化工業(株)製〕などの反応性乳化剤などを挙げることができる。   As the emulsifier, a commonly used anionic surfactant or nonionic surfactant can be used alone or in combination. For example, anionic surfactants include alkali metal salts of higher alcohol sulfates, alkali metal salts of alkylbenzene sulfonic acids, alkali metal salts of dialkyl ester succinic acids, alkali metal salts of alkyl diphenyl ether disulfonic acids, polyoxyethylene In addition to anionic surfactants such as sulfuric acid ester salts of alkyl (or alkylphenyl) ethers, phosphoric acid ester salts of polyoxyethylene alkyl (or alkylphenyl) ethers, formalin condensates of sodium naphthalene sulfonate, Eleminol JS- 2, JS-5 [product name, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.], Latemul S-120, S-180A, S-180, PD-104 [product name, manufactured by Kao Corporation], Aqualon HS-10, HS -20, KH-10 [Product , Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.], ADEKAREASOAP SE-10N, SR-10 [product name, and the like can be mentioned reactive emulsifier such as Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.].

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(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。   Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, Aqualon RS-20 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Adekari Soap NE-20 ( Reactive nonionic surfactants such as Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).

第1ポリマー層の形成における重合系へのモノマーの添加方法は、特に制限されず、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℃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。   The method for adding the monomer to the polymerization system in the formation of the first polymer layer is not particularly limited, and may be any of a batch method, a division method, or a continuous addition method. The polymerization temperature varies depending on the polymerization initiator, but is usually 10 to 90 ° C, preferably 30 to 85 ° C, and the time required for the polymerization is usually about 1 to 30 hours.

また、第1ポリマー層の厚さは、好ましくは0.005〜20μmであり、より好ましくは0.01〜5μmである。また、母粒子に磁性体を含有する場合、第1ポリマー層は磁性体を完全に被覆することが好ましい。   Moreover, the thickness of the first polymer layer is preferably 0.005 to 20 μm, and more preferably 0.01 to 5 μm. Further, when the mother particle contains a magnetic substance, it is preferable that the first polymer layer completely covers the magnetic substance.

1.2.2.エポキシ基を有する第2ポリマー層の形成
第2ポリマー層を形成するためのモノマー(以下、「第2モノマー部」ともいう。)は、20重量%以上のエポキシ基含有モノマーを含み、好ましくは40重量%以上のエポキシ基含有モノマーを含み、さらに好ましくは80重量%以上のエポキシ基含有モノマーを含む。第2ポリマー層を構成するその他のモノマーとしては、上記第1モノマー部に使用するモノマーとして例示した、疎水性モノマーおよび/または非疎水性(親水性)モノマーを使用することができる。
所定量のエポキシ基含有モノマーを含む第2モノマー部を重合することにより、エポキシ基を有する第2ポリマー層を得ることができる。
1.2.2. Formation of Second Polymer Layer Having Epoxy Group The monomer for forming the second polymer layer (hereinafter also referred to as “second monomer part”) contains 20% by weight or more of an epoxy group-containing monomer, preferably 40 The epoxy group-containing monomer is included in an amount of not less than wt%, and more preferably not less than 80 wt%. As the other monomer constituting the second polymer layer, the hydrophobic monomer and / or the non-hydrophobic (hydrophilic) monomer exemplified as the monomer used in the first monomer portion can be used.
By polymerizing the second monomer part containing a predetermined amount of the epoxy group-containing monomer, a second polymer layer having an epoxy group can be obtained.

第2ポリマー層は、第1ポリマー層の形成方法と基本的に同様の方法にて形成することができる。すなわち、第1ポリマー層が形成された粒子の存在下で、副原料である重合開始剤、乳化剤、分散剤、電解質、架橋剤、分子量調節剤などが必要に応じて添加された液体中で、主原料である第2モノマー部の重合を行なうことにより、第2ポリマー層を形成することができる。   The second polymer layer can be formed by a method basically similar to the method for forming the first polymer layer. That is, in the presence of particles in which the first polymer layer is formed, in a liquid in which a polymerization initiator, an emulsifier, a dispersant, an electrolyte, a crosslinking agent, a molecular weight modifier, and the like, which are auxiliary materials, are added as necessary, A second polymer layer can be formed by polymerizing the second monomer part which is the main raw material.

ここで、エポキシ基を含む共重合性モノマーとしては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテルなどを例示できる。   Here, examples of the copolymerizable monomer containing an epoxy group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, and allyl glycidyl ether.

第2モノマー部には、架橋性モノマーがさらに含まれることが好ましく、その比率は、第2モノマー部100重量%中に好ましくは1〜40重量%であり、さらに好ましくは5〜20重量%である。第2モノマー部中の架橋性モノマーの比率が40重量%を超えると、粒子が多孔質化して非特異的な吸着を増加させることがある。   The second monomer part preferably further contains a crosslinkable monomer, and the ratio thereof is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 5 to 20% by weight in 100% by weight of the second monomer part. is there. If the ratio of the crosslinkable monomer in the second monomer part exceeds 40% by weight, the particles may become porous and increase nonspecific adsorption.

第2ポリマー層の形成における重合系へのモノマーの添加方法は、特に制限されず、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℃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。   The method for adding the monomer to the polymerization system in the formation of the second polymer layer is not particularly limited, and may be any of a batch method, a division method, or a continuous addition method. The polymerization temperature varies depending on the polymerization initiator, but is usually 10 to 90 ° C, preferably 30 to 85 ° C, and the time required for the polymerization is usually about 1 to 30 hours.

第2ポリマー層の厚さは、第1ポリマー層に比較して薄くすることが可能であり、好ましくは0.005〜5μmであり、より好ましくは0.005〜1μmである。   The thickness of the second polymer layer can be made thinner than that of the first polymer layer, and is preferably 0.005 to 5 μm, more preferably 0.005 to 1 μm.

1.2.3.第2ポリマー層上にカルボキシル基を導入する反応
カルボキシル基を導入する反応としては、例えば、(i)第2ポリマー層に含まれるエポキシ基にカルボキシル化剤(例えば、ジカルボン酸、アミノカルボン酸、あるいは、分子中に3個以上のカルボキシル基を有する有機化合物)を作用させる反応、(ii)第2ポリマー層に含まれるエポキシ基を加水分解して得られた水酸基に、カルボキシル化剤(例えば、カルボン酸無水物、カルボン酸塩化物)を作用させる反応、(iii)適当な脱水触媒の存在下で、第2ポリマー層に含まれるエポキシ基を加水分解して得られた水酸基に、分子中に2個以上のカルボキシル基を有する有機化合物(例えば、ジカルボン酸、あるいは、分子中に3個以上のカルボキシル基を有する有機化合物)を作用させる反応などが挙げられる。この反応により、カルボキシル基が導入されたポリマー粒子が得られる。このカルボキシル基導入粒子は、プローブ結合用として好適に用いることができる。
1.2.3. Reaction for introducing a carboxyl group onto the second polymer layer Examples of the reaction for introducing a carboxyl group include (i) a carboxylating agent (for example, a dicarboxylic acid, an aminocarboxylic acid, or an epoxy group contained in the second polymer layer). A reaction that causes an organic compound having three or more carboxyl groups in the molecule to act; (ii) a carboxylating agent (for example, a carboxylic acid) to a hydroxyl group obtained by hydrolyzing an epoxy group contained in the second polymer layer (Iii) reaction of reacting an acid anhydride or carboxylic acid chloride), and (iii) in the presence of a suitable dehydration catalyst, hydroxyl groups obtained by hydrolyzing an epoxy group contained in the second polymer layer, An organic compound having at least two carboxyl groups (for example, dicarboxylic acid or an organic compound having at least three carboxyl groups in the molecule) Reactions to be acted on are listed. By this reaction, polymer particles having a carboxyl group introduced therein are obtained. The carboxyl group-introduced particles can be suitably used for probe binding.

導入されるカルボキシル基量の制御のし易さから、上記(ii)の反応が好ましく、(ii)第2ポリマー層に含まれるエポキシ基を加水分解して得られた水酸基に、カルボキシル化剤としてカルボン酸無水物を作用させる反応が特に好ましい。ここで、カルボン酸無水物は、多価カルボン酸無水物であり、その具体例としては、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバニル酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸などの脂肪族ジカルボン酸無水物;1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物などの脂環族多価カルボン酸二無水物;無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸などの芳香族多価カルボン酸無水物を挙げることができる。このうち、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸などの1,2−ジカルボン酸無水物がより好ましい。   The reaction of (ii) above is preferable because of easy control of the amount of carboxyl groups introduced, and (ii) a hydroxyl group obtained by hydrolyzing an epoxy group contained in the second polymer layer is used as a carboxylating agent. A reaction in which a carboxylic anhydride is allowed to act is particularly preferred. Here, the carboxylic acid anhydride is a polyvalent carboxylic acid anhydride, and specific examples thereof include itaconic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tricarbanilic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride. Aliphatic dicarboxylic anhydrides such as acid, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and hymic anhydride; 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride And alicyclic polycarboxylic acid dianhydrides such as phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, and benzophenone tetracarboxylic anhydride. Of these, 1,2-dicarboxylic anhydrides such as succinic anhydride, maleic anhydride, and phthalic anhydride are more preferable.

エポキシ基の加水分解は、例えば、水系溶媒中で適当な酸触媒または塩基触媒によって進行する。好ましくは、水溶媒中で、硫酸などの酸触媒を用いてエポキシ基を加水分解する。これにより、加水分解を速やかにかつ確実に行うことができる。この場合、加水分解の好ましい温度は4〜100℃、さらに好ましくは20〜80℃であり、加水分解の好ましい時間は5分〜24時間、さらに好ましくは30分〜12時間である。
エポキシ基の加水分解により、非イオン性の親水基である水酸基が粒子上に生成する。特に、有機ポリマー粒子上のエポキシ基がグリシジル基由来である場合、加水分解により、非イオン性の親水基である2,3−ジヒドロキシプロピル基が粒子上に生成する。
粒子上の水酸基により、非特異的な吸着を低減することができる。
The hydrolysis of the epoxy group proceeds, for example, with an appropriate acid catalyst or base catalyst in an aqueous solvent. Preferably, the epoxy group is hydrolyzed in an aqueous solvent using an acid catalyst such as sulfuric acid. Thereby, hydrolysis can be performed promptly and reliably. In this case, the preferable temperature of hydrolysis is 4 to 100 ° C., more preferably 20 to 80 ° C., and the preferable time of hydrolysis is 5 minutes to 24 hours, more preferably 30 minutes to 12 hours.
Hydrolysis of the epoxy group generates a hydroxyl group that is a nonionic hydrophilic group on the particles. In particular, when the epoxy group on the organic polymer particle is derived from a glycidyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, which is a nonionic hydrophilic group, is generated on the particle by hydrolysis.
Non-specific adsorption can be reduced by the hydroxyl groups on the particles.

第2ポリマー層に含まれるエポキシ基を加水分解して得られた水酸基に、カルボキシル化剤としてカルボン酸無水物を作用させる具体的な方法としては、例えば、カルボン酸無水物を溶解させた有機溶剤に、加水分解した粒子の乾燥粉体を分散し、室温〜80℃で1〜24時間攪拌する方法が挙げられる。ここで用いられる有機溶剤としては、限定されないが、例えば、ピリジン、アセトン、メチルエチルケトン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジクロロホルム、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。また、触媒としては、硫酸、p−トルエンスルホン酸、塩化亜鉛、酢酸ナトリウム、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、4−ピロリジノピリジン、トリエチルアミンを使用してもよい。これらの有機溶剤、触媒のうち、ピリジンが有機溶剤兼触媒として用いることができるため、好適である。   As a specific method for allowing a carboxylic acid anhydride to act as a carboxylating agent on a hydroxyl group obtained by hydrolyzing an epoxy group contained in the second polymer layer, for example, an organic solvent in which the carboxylic acid anhydride is dissolved And a method of dispersing a dried powder of hydrolyzed particles and stirring at room temperature to 80 ° C. for 1 to 24 hours. Examples of the organic solvent used here include, but are not limited to, pyridine, acetone, methyl ethyl ketone, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dichloroform, chloroform, toluene and the like. As the catalyst, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, zinc chloride, sodium acetate, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, 4-pyrrolidinopyridine, and triethylamine may be used. Of these organic solvents and catalysts, pyridine is preferable because it can be used as an organic solvent and catalyst.

なお、カルボキシル基を導入する反応では、全ての水酸基がエステル化される必要はない。水酸基の一部がエステル化されずに、そのまま有機ポリマー粒子上に、非イオン性の親水基として残ることが好ましい。ポリマー粒子へのカルボキシル基導入量の最適範囲については後述する。   In the reaction for introducing a carboxyl group, not all hydroxyl groups need to be esterified. It is preferable that a part of the hydroxyl group is not esterified and remains as a nonionic hydrophilic group on the organic polymer particle as it is. The optimum range of the carboxyl group introduction amount into the polymer particles will be described later.

上記(i)〜(iii)の場合、カルボキシル基を導入する反応の前に、2以上のエポキシ基の一部を加水分解するか、あるいは、カルボキシル基を導入する反応と同時に、2以上のエポキシ基の一部を加水分解するのが好ましい。また、上記(i)の場合、カルボキシル基を導入する反応の後に、残留するエポキシ基の全てあるいは一部を加水分解してもよい。   In the case of the above (i) to (iii), before the reaction for introducing a carboxyl group, two or more epoxy groups are hydrolyzed or simultaneously with the reaction for introducing a carboxyl group. It is preferred to hydrolyze part of the group. In the case of (i) above, all or part of the remaining epoxy group may be hydrolyzed after the reaction for introducing a carboxyl group.

1.2.4.第2ポリマー層上にアミノ基を導入する反応
アミノ基を導入する反応としては、例えば、エポキシ基を有するポリマー層が形成された粒子にアミノ化剤を作用させることにより、ポリマー層にアミノ基を導入する反応が挙げられる。この反応により、アミノ基が導入されたポリマー粒子が得られる。このアミノ基導入粒子は、プローブ結合用として好適に用いることができる。
1.2.4. Reaction for introducing an amino group onto the second polymer layer As a reaction for introducing an amino group, for example, an aminating agent is allowed to act on particles on which a polymer layer having an epoxy group is formed, whereby an amino group is introduced into the polymer layer. The reaction to introduce | transduce is mentioned. By this reaction, polymer particles into which amino groups have been introduced are obtained. The amino group-introduced particles can be suitably used for probe binding.

アミノ化剤としては、例えば、アンモニア、分子中に2個のアミノ基を有する有機化合物(ジアミン)、あるいは、分子中に3個以上のアミノ基を有する有機化合物を挙げることができ、分子中に2個以上のアミノ基を有する有機化合物がより好ましい。   Examples of the aminating agent include ammonia, an organic compound having two amino groups in the molecule (diamine), or an organic compound having three or more amino groups in the molecule. An organic compound having two or more amino groups is more preferable.

ここで、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、o−フェニレンジアミンなどの1級ジアミンなどが挙げられる。また、分子中に3個以上のアミノ基を有する有機化合物としては、1,2,3−トリアミノプロパン、テトラ(アミノメチル)メタン、1,3,5-トリアミノベンゼン、1,2,3,4−テトラアミノベンゼンなどが
挙げられる。
Here, examples of the diamine include primary diamines such as ethylenediamine, propylenediamine, and o-phenylenediamine. Examples of organic compounds having three or more amino groups in the molecule include 1,2,3-triaminopropane, tetra (aminomethyl) methane, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,3. , 4-tetraaminobenzene and the like.

アミノ基を導入する反応は、水系溶媒に分散させた状態のエポキシ基を有するポリマー粒子にアミノ化剤を添加して実施しても良いし、エポキシ基を有するポリマー粒子を乾燥させた後に、この乾燥粒子をアミノ化剤に分散させて実施しても良い。水系溶媒とは、水溶性有機溶媒と水との混合溶媒、あるいは、水である。ここで、水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン、ジメチルホルムアミドなどを例示できる。アミノ基を導入する反応の好ましい温度、時間は、ポリマー層中のエポキシ基の量、溶媒の有無、溶媒の種類などによって異なるが、通常、4〜100℃、好ましくは、20〜80℃で、通常、10分〜48時間、好ましくは、1〜24時間である。
なお、アミノ基を導入する反応では、全てのエポキシ基がアミノ化される必要はない。ポリマー粒子へのアミノ基導入量の最適範囲については後述する。
The reaction for introducing an amino group may be carried out by adding an aminating agent to polymer particles having an epoxy group dispersed in an aqueous solvent, or after drying the polymer particles having an epoxy group, You may implement by dispersing a dry particle in an aminating agent. The aqueous solvent is a mixed solvent of a water-soluble organic solvent and water, or water. Here, examples of the water-soluble organic solvent include methanol, ethanol, acetone, dimethylformamide and the like. The preferred temperature and time for the reaction for introducing an amino group vary depending on the amount of the epoxy group in the polymer layer, the presence or absence of a solvent, the type of solvent, etc., but usually 4 to 100 ° C., preferably 20 to 80 ° C. Usually, 10 minutes to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
In the reaction for introducing an amino group, not all epoxy groups need to be aminated. The optimum range of the amino group introduction amount into the polymer particles will be described later.

アミノ基を導入する反応の前に、2以上のエポキシ基の一部を加水分解してもよい。また、アミノ基を導入する反応と同時に、2以上のエポキシ基の一部を加水分解してもよい。また、アミノ基導入後に残留するエポキシ基の一部または全てを加水分解してもよい。   Prior to the reaction for introducing an amino group, a part of two or more epoxy groups may be hydrolyzed. Moreover, you may hydrolyze a part of two or more epoxy groups simultaneously with reaction which introduce | transduces an amino group. Moreover, you may hydrolyze a part or all of the epoxy group which remains after amino group introduction | transduction.

エポキシ基の加水分解は、例えば、水系溶媒中で適当な酸触媒または塩基触媒によって進行する。好ましくは、アミノ基を導入する反応の前または後に、水溶媒中で、硫酸などの酸触媒を用いてエポキシ基を加水分解する。これにより、加水分解を速やかにかつ確実に行うことができる。この場合、加水分解の好ましい温度は4〜100℃、さらに好ましくは20〜80℃であり、加水分解の好ましい時間は5分〜24時間、さらに好ましくは30分〜12時間である。
エポキシ基の加水分解により、非イオン性の親水基である水酸基が粒子上に生成する。特に、有機ポリマー粒子上のエポキシ基がグリシジル基由来である場合、加水分解により、非イオン性の親水基である2,3−ジヒドロキシプロピル基が粒子上に生成する。
粒子上の水酸基により、非特異的な吸着を低減することができる。
The hydrolysis of the epoxy group proceeds, for example, with an appropriate acid catalyst or base catalyst in an aqueous solvent. Preferably, before or after the reaction for introducing the amino group, the epoxy group is hydrolyzed in an aqueous solvent using an acid catalyst such as sulfuric acid. Thereby, hydrolysis can be performed promptly and reliably. In this case, the preferable temperature of hydrolysis is 4 to 100 ° C., more preferably 20 to 80 ° C., and the preferable time of hydrolysis is 5 minutes to 24 hours, more preferably 30 minutes to 12 hours.
Hydrolysis of the epoxy group generates a hydroxyl group that is a nonionic hydrophilic group on the particles. In particular, when the epoxy group on the organic polymer particle is derived from a glycidyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, which is a nonionic hydrophilic group, is generated on the particle by hydrolysis.
Non-specific adsorption can be reduced by the hydroxyl groups on the particles.

1.2.5.第2ポリマー層上にトシル基を導入する反応
トシル基を導入する反応としては、例えば、エポキシ基を有するポリマー粒子を加水分解して、水酸基を有するポリマー粒子を得た後、乾燥し、有機溶剤中で粒子上の水酸基をトシル化剤と作用させることにより導入する方法が挙げられる。
得られるトシル基導入粒子は、プローブ結合用として好適に用いることができる。
1.2.5. Reaction for introducing a tosyl group onto the second polymer layer As a reaction for introducing a tosyl group, for example, polymer particles having an epoxy group are hydrolyzed to obtain polymer particles having a hydroxyl group, followed by drying, an organic solvent Among them, there is a method of introducing a hydroxyl group on the particle by acting with a tosylating agent.
The obtained tosyl group-introduced particles can be suitably used for probe binding.

エポキシ基の加水分解の条件は、上記カルボキシル基を導入する反応で説明した通りである。エポキシ基の加水分解により、非イオン性の親水基である水酸基が粒子上に生成する。特に、有機ポリマー粒子上のエポキシ基がグリシジル基由来である場合、加水分解により、非イオン性の親水基である2,3−ジヒドロキシプロピル基が粒子上に生成する。
ポリマー粒子を乾燥する手段としては、例えば、真空乾燥、凍結乾燥などが挙げられる。
トシル化剤としては、例えば、p−トルエンスルホン酸クロライド、p−トルエンスルホン酸などを挙げることができる。好適な有機溶剤としては、ピリジンなどを挙げることができる。
The conditions for hydrolysis of the epoxy group are as described in the reaction for introducing the carboxyl group. Hydrolysis of the epoxy group generates a hydroxyl group that is a nonionic hydrophilic group on the particles. In particular, when the epoxy group on the organic polymer particle is derived from a glycidyl group, 2,3-dihydroxypropyl group, which is a nonionic hydrophilic group, is generated on the particle by hydrolysis.
Examples of means for drying the polymer particles include vacuum drying and freeze drying.
Examples of the tosylating agent include p-toluenesulfonic acid chloride and p-toluenesulfonic acid. Preferable organic solvents include pyridine.

トシル基を導入する反応は、例えば、水酸基を有するポリマー粒子を真空乾燥にて乾燥させた後、この乾燥粒子をピリジンなどの有機溶剤に分散させ、p−トルエンスルホン酸クロライドを添加し、室温で1〜6時間反応させることにより行う。あるいは、ポリマー粒子が有する水酸基とp−トルエンスルホン酸とを脱水縮合させることにより、前記トシル化を行っても良い。
なお、トシル基を導入する反応では、全ての水酸基がトシル化される必要はない。水酸基の一部がトシル化されずに、そのまま有機ポリマー粒子上に、非イオン性の親水基として残ることが好ましい。粒子上の水酸基により、非特異的な吸着を低減することができる。
ポリマー粒子へのトシル基導入量の最適範囲については後述する。
The reaction for introducing a tosyl group is, for example, by drying polymer particles having a hydroxyl group by vacuum drying, dispersing the dried particles in an organic solvent such as pyridine, adding p-toluenesulfonic acid chloride, and then at room temperature. The reaction is carried out for 1 to 6 hours. Alternatively, the tosylation may be performed by dehydrating condensation of a hydroxyl group of the polymer particles and p-toluenesulfonic acid.
In the reaction for introducing a tosyl group, not all hydroxyl groups need to be tosylated. It is preferable that a part of the hydroxyl group is not tosylated and remains as a nonionic hydrophilic group on the organic polymer particle as it is. Non-specific adsorption can be reduced by the hydroxyl groups on the particles.
The optimum range of the amount of tosyl group introduced into the polymer particles will be described later.

1.2.6.後処理、保存
本実施形態に係る有機ポリマー粒子は、水系分散体または乾燥粉体として保存される。水系分散体は、通常、活性官能基の導入工程の後、蒸留水などの水系溶媒で洗浄し、水系溶媒を加えて分散させることにより得られる。乾燥粉体は、水系分散体の加熱乾燥、真空乾燥、スプレードライ、凍結乾燥などによって得られる。
1.2.6. Post-treatment and storage The organic polymer particles according to the present embodiment are stored as an aqueous dispersion or a dry powder. The aqueous dispersion is usually obtained by washing with an aqueous solvent such as distilled water after the step of introducing the active functional group, and adding and dispersing the aqueous solvent. The dry powder is obtained by heat drying, vacuum drying, spray drying, freeze drying or the like of the aqueous dispersion.

1.3.粒子径
本実施形態に係る有機ポリマー粒子の平均粒子径は、好ましくは0.1〜200μm、さらに好ましくは0.5〜100μm、最も好ましくは0.8〜20μmである。平均粒子径が0.1μm未満では、粒子と分散媒との分離が困難になる場合がある。一方、平均粒子径が200μmを超えると、粒子の重力沈降が著しくなるため、プローブ結合粒子として試料と反応させる場合に、反応場が不均一になる場合がある。また、粒子の重量当たりの有効表面積が小さくなるため、反応効率が低下する場合がある。
1.3. Particle size The average particle size of the organic polymer particles according to this embodiment is preferably 0.1 to 200 µm, more preferably 0.5 to 100 µm, and most preferably 0.8 to 20 µm. If the average particle size is less than 0.1 μm, it may be difficult to separate the particles from the dispersion medium. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 200 μm, the gravity sedimentation of the particles becomes significant, and therefore the reaction field may become non-uniform when reacting with the sample as probe-bound particles. In addition, since the effective surface area per weight of the particles becomes small, the reaction efficiency may decrease.

1.4.活性官能基の導入量(パーキングエリア)
本発明の一実施形態に係る有機ポリマー粒子は、活性官能基として、例えば、カルボキシル基、アミノ基、およびトシル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基を有する。
活性官能基の量はパーキングエリアで表す。パーキングエリアは、活性官能基1分子が粒子表面で占有する平均面積を意味する。粒子の単位面積当たりの官能基数(官能基密度)が大きくなるとパーキングエリアは小さくなり、逆に、単位面積当たりの官能基密度が小さくなるとパーキングエリアは大きくなる。
1.4. Amount of active functional group introduced (parking area)
The organic polymer particle which concerns on one Embodiment of this invention has at least 1 group chosen from the group which consists of a carboxyl group, an amino group, and a tosyl group as an active functional group, for example.
The amount of active functional groups is expressed in the parking area. The parking area means an average area occupied by one active functional group molecule on the particle surface. When the number of functional groups per unit area (functional group density) of the particles increases, the parking area decreases. Conversely, when the functional group density per unit area decreases, the parking area increases.

パーキングエリアの算出に用いる「粒子の表面積」に関しては、平均粒径と比重から予想される計算値を用いるのではなく、ガス吸着法などから求めた有効表面積の測定値を用いる。このことにより、仮に、粒子表面が凹凸形状である場合であっても、有効表面積を正確に見積もることができ、粒子表面の実際の官能基密度をより正確に表すことができる。また、官能基密度を粒子の比重に依存しない形で表現できるという利点がある。
本実施形態に係る有機ポリマー粒子に導入される活性官能基のパーキングエリアは、好ましくは20〜5000Åであり、より好ましくは20〜1000Åである。活性官能基のパーキングエリアが20Å未満では、プローブをポリマー粒子に結合する際、プローブの活性が損なわれるために、生化学物質の特異的捕捉の量が少なくなる場合がある。また、プローブとの結合に使用されない活性官能基が粒子上に多く残留するため、生化学物質の非特異的吸着の量が多くなる場合がある。一方、活性官能基のパーキングエリアが5000Åを超えると、ポリマー粒子へのプローブの結合量が少なくなるため、生化学物質の特異的捕捉の量が少なくなる場合がある。
Regarding the “particle surface area” used for calculating the parking area, a measured value of an effective surface area obtained from a gas adsorption method or the like is used instead of a calculated value predicted from an average particle diameter and specific gravity. Thus, even if the particle surface has an uneven shape, the effective surface area can be accurately estimated, and the actual functional group density on the particle surface can be expressed more accurately. In addition, there is an advantage that the functional group density can be expressed in a form independent of the specific gravity of the particles.
The parking area of the active functional group introduced into the organic polymer particles according to this embodiment is preferably 20 to 5000 cm 2 , more preferably 20 to 1000 cm 2 . When the parking area of the active functional group is less than 20 2 , when the probe is bound to the polymer particle, the activity of the probe is impaired, so that the specific capture amount of the biochemical substance may be reduced. In addition, since many active functional groups that are not used for binding to the probe remain on the particle, the amount of nonspecific adsorption of the biochemical substance may increase. On the other hand, when the parking area of the active functional groups is more than 5000 Å 2, because fewer bonds of the probe to the polymer particles, there are cases where the amount of specific capture biochemicals is reduced.

1.4.1.パーキングエリアの測定方法
本発明におけるパーキングエリアは、次の式(1)を用いて算出しされるものである。計算で必要となる比表面積、活性官能基量の測定方法に関しては、後述する。

Figure 2010260877
・・・式(1)
1.4.1.1.粒子の比表面積
粒子の比表面積は、粒子1g当たりの表面積である。粒子を水で洗浄後、乾燥させた後、ガス吸着量測定装置により測定し、この乾燥粒子の比表面積を「粒子の比表面積」とした。 1.4.1. Parking Area Measurement Method The parking area in the present invention is calculated using the following equation (1). A method for measuring the specific surface area and the amount of the active functional group necessary for the calculation will be described later.
Figure 2010260877
... Formula (1)
1.4.1.1. Specific surface area of particles The specific surface area of particles is the surface area per 1 g of particles. The particles were washed with water and dried, and then measured with a gas adsorption amount measuring device. The specific surface area of the dry particles was defined as “specific surface area of particles”.

1.4.1.2.粒子上の活性官能基量
本発明における活性官能基量としての、カルボキシル基、アミノ基およびトシル基の
1.4.1.2.1.カルボキシル基量の定量
粒子1g(固形分)を含む水分散体を用いて、特開平10−270233号公報に記載された電導度滴定によって、この粒子の見かけの表面荷電量(X)を求め、さらに、分散媒(水)のみを用いた同様の測定でバックグラウンドの荷電量(Y)を求めたうえで、これらの荷電量の差(X−Y)を、粒子1g当たりのカルボキシル基量とした。
1.4.1.2. Active Functional Group Amount on Particles As the amount of active functional group in the present invention, 1.4.1.2.1. Of carboxyl group, amino group and tosyl group. Determination of the amount of carboxyl groups Using an aqueous dispersion containing 1 g of particles (solid content), the apparent surface charge (X) of these particles was determined by conductivity titration described in JP-A-10-270233, Further, after obtaining the background charge amount (Y) by the same measurement using only the dispersion medium (water), the difference (XY) between these charge amounts is calculated as the amount of carboxyl groups per 1 g of particles. did.

1.4.1.2.2.アミノ基量の定量
粒子5mg分(固形分)をチューブに取り、上清を除去した後、N−スクシンイミジル3−(2ピリジルジチオ)プロピオナート(同仁化学製)の100mMメタノール溶液1mlを加え、25℃で60分反応させる。メタノールを用いて粒子を2回洗浄後、炭酸緩衝溶液(50mM、pH9.4)とメタノールの1:1混合溶液に溶解させたジチオスレイトール溶液(20mM、1mL)を加え、室温で30分、還元反応させる。その後、この還元反応によって遊離したピリジン2−チオンの量を、紫外可視分光光度計を用いて定量し、この遊離したピリジン2−チオンの量を、粒子上にあったアミノ基の量に相当するとした。粒子1g当たりの量に換算し、これをアミノ基量とした。なお、ピリジン2−チオンの定量においては、波長343nmにおける吸光度を測定し、モル吸光係数εには8080を用いる。
1.4.1.2.2. After taking 5 mg (solid content) of amino group quantitative particles in a tube and removing the supernatant, 1 ml of a 100 mM methanol solution of N-succinimidyl 3- (2pyridyldithio) propionate (manufactured by Dojindo) was added, For 60 minutes. After washing the particles twice with methanol, a dithiothreitol solution (20 mM, 1 mL) dissolved in a 1: 1 mixed solution of carbonate buffer solution (50 mM, pH 9.4) and methanol was added, and 30 minutes at room temperature. Reduce reaction. Thereafter, the amount of pyridine 2-thione released by this reduction reaction is quantified using an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the amount of this released pyridine 2-thione corresponds to the amount of amino groups on the particles. did. Converted to the amount per 1 g of particles, this was the amino group amount. In the determination of pyridine 2-thione, the absorbance at a wavelength of 343 nm is measured, and 8080 is used as the molar extinction coefficient ε.

1.4.1.2.3.トシル基(p−トルエンスルホニル基)量の定量
粒子5mg分(固形分)をチューブに取り、上清を除去した後、10%トリス水溶液1mlを加え、攪拌条件下、70℃で16時間反応させる。反応後、遠心分離または磁気分離を行い、上清に遊離したp−トルエンスルホン酸の量を、紫外可視分光光度計を用いて定量し、この遊離したp−トルエンスルホン酸の量を、粒子上にあったトシル基の量に相当するとした。粒子1g当たりの量に換算し、これをトシル基量とした。なお、p−トルエンスルホン酸の定量においては、波長261nmにおける吸光度を測定し、モル吸光係数εには380を用いる。
1.4.1.2.3. Quantification of the amount of tosyl group (p-toluenesulfonyl group) Take 5 mg of particles (solid content) in a tube, remove the supernatant, add 1 ml of 10% tris aqueous solution, and react at 70 ° C. for 16 hours under stirring conditions. . After the reaction, centrifugation or magnetic separation is performed, and the amount of p-toluenesulfonic acid released in the supernatant is quantified using an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the amount of the released p-toluenesulfonic acid is measured on the particles. The amount of tosyl group in The amount was converted to the amount per 1 g of particles, and this was used as the tosyl group amount. In the determination of p-toluenesulfonic acid, the absorbance at a wavelength of 261 nm is measured, and 380 is used as the molar extinction coefficient ε.

1.5.用途
本実施形態に係る有機ポリマー粒子のうち、カルボキシル基またはアミノ基が導入された粒子によれば、実際に使用するに当たり、プローブと該粒子とを混合したうえで、水溶性カルボジイミドなどの公知の活性化剤により、該粒子またはプローブ上のカルボキシル基を活性化させることにより、該粒子の表面にプローブを化学的に結合させることができる。
1.5. Use Of the organic polymer particles according to the present embodiment, according to particles into which carboxyl groups or amino groups are introduced, in actual use, after mixing the probe and the particles, a known water-soluble carbodiimide or the like The probe can be chemically bound to the surface of the particle by activating the carboxyl group on the particle or the probe with the activator.

本実施形態に係る有機ポリマー粒子のうち、トシル基導入粒子によれば、実際に使用するに当たり、プローブと該粒子とを混合させるだけで、該粒子の表面にプローブを化学的に結合させることができる。   Among the organic polymer particles according to the present embodiment, according to the tosyl group-introduced particles, in actual use, the probe can be chemically bonded to the surface of the particle simply by mixing the probe and the particle. it can.

プローブを該粒子の表面に結合させた後、過剰のプローブを洗浄し、必要に応じて未反応の活性基を不活化する。不活化剤として、エタノールアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(以下「トリス」という。)などの水酸基を含有する不活化剤を使用するのが好ましい。以降は、粒子を用いた通常の工程に移行すればよい。
本実施形態に係る有機ポリマー粒子は、プローブ結合用の粒子担体として好適に使用することができる。
After binding the probe to the surface of the particle, excess probe is washed and unreacted active groups are inactivated as necessary. As the inactivating agent, it is preferable to use an inactivating agent containing a hydroxyl group such as ethanolamine or tris (hydroxymethyl) aminomethane (hereinafter referred to as “Tris”). Thereafter, the process may be shifted to a normal process using particles.
The organic polymer particles according to this embodiment can be suitably used as a particle carrier for probe binding.

2.プローブ結合粒子およびその製造方法
本発明の一実施形態に係るプローブ結合粒子の製造方法は、例えば、活性官能基としてカルボキシル基、アミノ基、およびトシル基の群からなる少なくとも1つの基を有する前記有機ポリマー粒子の表面に、プローブを化学結合を介して導入する工程を含む。
2. Probe-binding particle and method for producing the same The probe-binding particle manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes, for example, the organic having at least one group consisting of a carboxyl group, an amino group, and a tosyl group as an active functional group. Introducing a probe into the surface of the polymer particle via a chemical bond.

2.1.カルボキシル基またはアミノ基を有する有機ポリマー粒子へのプローブの導入
カルボキシル基またはアミノ基を有する有機ポリマー粒子へ、プローブを化学結合を介して導入する反応としては、例えば、前記有機ポリマー粒子上にプローブを物理的に吸着させた後、適当な活性化剤で粒子とプローブ間に化学結合を形成させる方法が挙げられる。適当な活性化剤としては、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリノエチル)カルボジイミドメト−p−トルエンスルホネートが挙げられる。
2.1. Introduction of probe into organic polymer particle having carboxyl group or amino group As a reaction for introducing the probe into organic polymer particle having carboxyl group or amino group through a chemical bond, for example, a probe is placed on the organic polymer particle. A method of forming a chemical bond between a particle and a probe with an appropriate activator after physical adsorption is exemplified. Suitable activators include 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, diisopropylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide met-p-toluenesulfonate. Is mentioned.

プローブを導入する具体的な方法としては、例えば、カルボキシル基またはアミノ基を有する有機ポリマー粒子の水分散体に、プローブを添加した後、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩を加えて、2〜80℃で1〜24時間攪拌する方法が挙げられる。   As a specific method for introducing the probe, for example, after adding the probe to an aqueous dispersion of organic polymer particles having a carboxyl group or an amino group, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride The method of adding salt and stirring at 2-80 degreeC for 1 to 24 hours is mentioned.

2.2.トシル基を有する有機ポリマー粒子へのプローブの導入
トシル基を有する有機ポリマー粒子へ、プローブを化学結合を介して導入する反応としては、例えば、トシル基を有する有機ポリマー粒子の水分散体に、プローブを添加し、2〜80℃で1〜72時間攪拌する方法が挙げられる。
2.2. Introduction of probe into organic polymer particle having tosyl group As a reaction for introducing a probe into organic polymer particle having tosyl group via a chemical bond, for example, a probe is added to an aqueous dispersion of organic polymer particle having tosyl group. And a method of stirring at 2 to 80 ° C. for 1 to 72 hours.

2.3.後処理、保存
本実施形態に係るプローブ結合粒子は、通常、プローブの導入工程の後、過剰のプローブを洗浄し、必要に応じて未反応の活性基を不活化した後に、水系溶媒を加えて分散させることにより得られる。不活化剤としては、エタノールアミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンなどの水酸基を含有する不活化剤を使用することが好ましい。
なお、プローブ結合粒子を生化学物質の分離用途で使用する場合には、該粒子の表面に、アルブミン、スキムミルク、カゼインなどのタンパク質でのブロッキングは不要である。
本実施形態に係るプローブ結合粒子は、通常、水系分散体として保存される。
2.3. Post-treatment and storage The probe-binding particles according to this embodiment are usually washed after the probe introduction step, after washing the excess probe and inactivating unreacted active groups as necessary, and then adding an aqueous solvent. It is obtained by dispersing. As the inactivating agent, it is preferable to use an inactivating agent containing a hydroxyl group such as ethanolamine or tris (hydroxymethyl) aminomethane.
When the probe binding particles are used for biochemical substance separation, it is not necessary to block the surface of the particles with proteins such as albumin, skim milk, and casein.
The probe binding particles according to this embodiment are usually stored as an aqueous dispersion.

2.4.用途
本実施形態に係るプローブ結合粒子は、生化学分野、医薬品分野における、生化学物質の濃縮、精製、分離のためのアフィニティー担体として好適に使用することができ、極めて高い純度で標的とする生化学物質、あるいは、この生化学物質を含む複合体を、濃縮、精製、分離することができる。分離物質は、既知物質、未知物質のいずれであってもよい。
本実施形態に係るプローブ結合粒子を用いた生化学物質の濃縮、精製、分離は、マイクロチューブなどの容器内で行うことができ、また、カラムクロマトグラフィーに充填し、アフィニティーカラムとして使用することもできる。
本実施形態に係るプローブ結合粒子のうち、磁性体を含有するものは、磁石を用いた磁気分離が可能であるため、生化学物質の濃縮、精製、分離工程を、簡便な手法で実施できる。また、本工程を自動化または半自動化することもできる。
本実施形態に係るプローブ結合粒子は、生物学的試料の中から、特定の細胞を分離する用途、特定のタンパク質を分離する用途、特定の核酸を分離する用途、タンパク質−タンパク質複合体、DNA−転写因子の複合体などを分離する用途などに好適に使用することができる。また、これらの分離物質は、生化学物質の機能解析などに役立てることができる。
また、本実施形態に係るプローブ結合粒子は、免疫検査用途にも好適に使用することができる。
2.4. Applications The probe-binding particles according to this embodiment can be suitably used as an affinity carrier for the concentration, purification, and separation of biochemical substances in the biochemical field and the pharmaceutical field, and can be used as a target for living with extremely high purity. A chemical substance or a complex containing this biochemical substance can be concentrated, purified and separated. The separation substance may be either a known substance or an unknown substance.
Concentration, purification, and separation of biochemical substances using the probe-bound particles according to this embodiment can be performed in a container such as a microtube, and can also be packed in column chromatography and used as an affinity column. it can.
Among the probe-binding particles according to the present embodiment, those containing a magnetic substance can be magnetically separated using a magnet, so that biochemical substances can be concentrated, purified, and separated by a simple method. In addition, this process can be automated or semi-automated.
The probe-binding particles according to the present embodiment are used for separating specific cells from biological samples, for separating specific proteins, for separating specific nucleic acids, protein-protein complexes, DNA- It can be suitably used for applications such as separating a transcription factor complex. In addition, these separated substances can be used for functional analysis of biochemical substances.
In addition, the probe-binding particles according to the present embodiment can be suitably used for immunological test applications.

本実施形態に係るプローブ結合用粒子において、プローブの捕捉対象となる物質は、生物学的試料に含まれる生化学物質、化学物質、生物、およびこれらの複合体である。プローブがこれらを捕捉することにより、これらを分離または検査することができる。   In the probe binding particle according to the present embodiment, the substances to be captured by the probe are biochemical substances, chemical substances, organisms, and complexes thereof contained in the biological sample. The probe captures them so that they can be separated or examined.

分離または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、受容体など)、ペプチド(例えばグルタチオンなど)、核酸(例えば、DNAやRNAなど)、糖質、脂質、ホルモン(例えば、黄体形成ホルモン、ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、インシュリン、グルカゴン、成長ホルモンなど)、およびその他の細胞または物質(例えば、血小板、赤血球、白血球などの各種血球細胞を含む各種血液由来物質、各種浮遊細胞や、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、膀胱ガンマーカーなどの各種ガンのマーカーとなるタンパク質、あるいは転写因子などが挙げられる。   The biochemical substance to be separated or examined is not particularly limited. For example, a protein (for example, an enzyme, an antibody, an aptamer, a receptor, etc.), a peptide (for example, glutathione), a nucleic acid (for example, DNA or RNA), a sugar Quality, lipids, hormones (eg, luteinizing hormone, human chorionic gonadotropin, thyroid stimulating hormone, insulin, glucagon, growth hormone, etc.) and other cells or substances (eg, various blood cells such as platelets, red blood cells, white blood cells, etc.) Examples include various blood-derived substances including cells, various floating cells, and proteins and nucleic acids that are constituent elements of viruses, bacteria, fungi, protozoa, parasites, and the like. More specifically, examples of proteins include biological proteins, proteins serving as markers for various cancers such as prostate-specific markers and bladder cancer markers, and transcription factors.

分離または検査対象となる化学物質は特に限定されないが、例えば、医薬品(例えば、抗生物質、抗がん剤、抗てんかん剤など)、ダイオキシン類などの環境汚染物質などが挙げられる。   The chemical substance to be separated or examined is not particularly limited, and examples thereof include pharmaceuticals (for example, antibiotics, anticancer agents, antiepileptics, etc.) and environmental pollutants such as dioxins.

分離または検査対象となる生物は特に限定されないが、例えば、各種癌細胞、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など)、細菌(例えば、淋菌、MRSA、大腸菌など)、真菌(例えば、カンジダ、白癬菌、クリプトコックス、アルペルギルスなど)、原虫・寄生虫(例えば、トキソプラズマ、マラリアなど)などが挙げられる。   The organism to be isolated or examined is not particularly limited. For example, various cancer cells, various floating cells, viruses (for example, hepatitis B virus, hepatitis C virus, herpes simplex virus, HIV virus, rubella virus, influenza virus, etc. ), Bacteria (eg, Neisseria gonorrhoeae, MRSA, E. coli, etc.), fungi (eg, Candida, ringworm, cryptocox, alpergillus, etc.), protozoa / parasites (eg, Toxoplasma, malaria, etc.), and the like.

本実施形態に係るプローブ結合用粒子に担持することができるプローブとしては、プローブ結合用粒子が有する官能基の少なくとも1つと反応しうる官能基を有する物質であれば特に限定されないが、例えば、抗体、抗原、核酸、ペプチド核酸、ホルモン、分子量500〜100万のタンパク質、糖鎖、多糖類、細胞、アプタマー、ウイルス、酵素、各種のアフィニティー用タグ捕捉物質、ビオチンなどの補酵素、特定の生理活性作用を有する(あるいは、特定の生理活性作用を有する可能性がある)化学物質などを使用することができる。   The probe that can be carried on the probe binding particle according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with at least one of the functional groups of the probe binding particle. , Antigens, nucleic acids, peptide nucleic acids, hormones, proteins with a molecular weight of 500 to 1,000,000, sugar chains, polysaccharides, cells, aptamers, viruses, enzymes, various tag capture substances for affinity, coenzymes such as biotin, specific physiological activities A chemical substance having an action (or possibly having a specific physiological activity) can be used.

プローブとして担持する抗原または抗体としては、生物学的試料の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、生化学的研究用の抗原または抗体、免疫診断用の抗原または抗体などが挙げられる。また、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。
生化学的研究用の抗体の例としては、抗プロテアソーム抗体、抗Akt-1抗体、抗AUF1抗体、抗Caspase3抗体、抗Caspase6抗体、抗cdk2抗体、抗CREB抗体、抗Cyclin B1抗体、抗D4−GDI抗体、抗FAK抗体、抗FRA−1抗体、抗GSK3β抗体、抗HDAC1抗体、抗Jak2抗体、抗MEK1抗体、抗Mib1抗体、抗NKG2D抗体、抗Nrf抗体、抗Paxillin抗体、抗Phospho−Tyrosine抗体、抗PLC−γ1抗体、抗PP2A抗体など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。
The antigen or antibody carried as a probe is not particularly limited as long as it reacts with components generally contained in biological samples. For example, antigens or antibodies for biochemical research, immunodiagnostics, etc. Antigens or antibodies. As the antibody, either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody may be used.
Examples of antibodies for biochemical research include anti-proteasome antibodies, anti-Akt-1 antibodies, anti-AUF1 antibodies, anti-Caspase3 antibodies, anti-Caspase6 antibodies, anti-cdk2 antibodies, anti-CREB antibodies, anti-Cyclin B1 antibodies, anti-D4- GDI antibody, anti-FAK antibody, anti-FRA-1 antibody, anti-GSK3β antibody, anti-HDAC1 antibody, anti-Jak2 antibody, anti-MEK1 antibody, anti-Mib1 antibody, anti-NKG2D antibody, anti-Nrf antibody, anti-Paxillin antibody, anti-Phospho-Tyrosine antibody Examples include, but are not limited to, anti-PLC-γ1 antibody and anti-PP2A antibody.

免疫診断用の抗原または抗体の例としては、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抗体など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抗体などの腫瘍関連検査用抗原または抗体;アポリポタンパク検査用抗アポリポタンパク抗体、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抗体などの血清蛋白関連検査用抗原または抗体;HCG検査用抗HCG抗体など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抗原など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など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などの薬物分析用抗原または抗体など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。   Examples of antigens or antibodies for immunodiagnosis include anti-antiplasmin antibody for antiplasmin test, anti-D dimer antibody for D dimer test, anti-FDP antibody for FDP test, anti-tPA antibody for tPA test, anti-thrombin for TAT test = Anticoagulation-related test antigens or antibodies such as antithrombin complex antibody, anti-FPA antibody for FPA test; anti-BFP antibody for BFP test, anti-CEA antibody for CEA test, anti-AFP antibody for AFP test, anti-ferritin for ferritin test Antibodies, antigens or antibodies for tumor-related testing such as anti-CA19-9 antibody for CA19-9 testing; anti-apolipoprotein antibodies for testing apolipoprotein, anti-β2-microbrovulin antibody for testing β2-microbrovulin, α1-microglobulin Anti-α1-microglobulin antibody for testing, anti-immunoglob for immunoglobulin testing Antigen or antibody for serum protein-related test such as anti-CRP antibody for CRP test, anti-CRP test for serum protein; Anti-HBs antibody for test for HBs antigen, HBs antigen for test for HBs antigen test HCV antigen for HCV antibody test, HIV-1 antigen for HIV-1 antibody, HIV-2 antigen for HIV-2 antibody test, HTLV-1 antigen for HTLV-1 test, mycoplasma antigen for mycoplasmosis test, Toxoplasma for toxoplasma test Antigens or antibodies for infectious diseases such as antigens, streptolysin O antigen for ASO testing; DNA antigens for testing anti-DNA antibodies, antigens or antibodies for autoimmune testing such as heat-modified human IgG for RF testing; anti-digoxins for testing digoxin Antibody, antigen for drug analysis such as anti-lidocaine antibody for lidocaine test Examples include, but are not limited to, bodies.

また、本実施形態に係るプローブ結合用粒子に担持することができるプローブとしては、酵素・ホルモンなどのタンパク質、DNA・RNAなどの核酸、脂質、あるいは生理活性糖鎖化合物を挙げることができ、粒子表面に化学結合法で結合させてアフィニティー担体として利用することができる。さらに、本実施形態に係るプローブ結合用粒子に、解析対象の化学物質(被解析化学物質;リガンド分子に該当する)を化学結合により固定化し、被解析化学物質と特異的な相互作用を有するタンパク質など(ターゲット分子に該当する)を分離し、精製することが可能である。   Examples of probes that can be carried on the probe-binding particles according to this embodiment include proteins such as enzymes and hormones, nucleic acids such as DNA and RNA, lipids, and physiologically active sugar chain compounds. It can be bonded to the surface by a chemical bonding method and used as an affinity carrier. Furthermore, a chemical substance to be analyzed (analyzed chemical substance; corresponding to a ligand molecule) is immobilized on the probe binding particle according to the present embodiment by chemical bonding, and a protein having a specific interaction with the analyzed chemical substance Etc. (corresponding to the target molecule) can be separated and purified.

3.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。なお、各実施例および比較例において、評価は以下の方法で行った。
3. Examples Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In each example and comparative example, the evaluation was performed by the following method.

3.1.評価方法
3.1.1.粒子径
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、粒子の数平均粒子径を測定し、これを粒子の粒子径とした。
3.1. Evaluation method 3.1.1. Particle diameter The number average particle diameter of the particles was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation) SALD-200V, and this was used as the particle diameter of the particles.

3.1.2.粒子の表面積
粒子を水で洗浄後、乾燥させた後、ガス吸着量測定装置(ユアサ アイオニクス((株))製)AUTOSORB−1−MP により、この乾燥粒子の比表面積を測定し、これを粒子1g当たりの表面積とした。
3.1.2. The surface area of the particles After washing the particles with water and drying, the specific surface area of the dry particles was measured with a gas adsorption amount measuring device (manufactured by Yuasa Ionics Co., Ltd.) AUTOSORB-1-MP. The surface area per gram of particles was taken.

3.1.3.粒子上の活性官能基量
3.1.3.1.カルボキシル基量の定量
粒子1g(固形分)を含む水分散体を用いて、特開平10−270233号公報に記載された電導度滴定によって、この粒子の見かけの表面荷電量(X)を求め、さらに、分散媒(水)のみを用いた同様の測定でバックグラウンドの荷電量(Y)を求めたうえで、これらの荷電量の差(X−Y)を、粒子1g当たりのカルボキシル基量とした。
3.1.3. Amount of active functional group on particle 3.1.3.1. Determination of the amount of carboxyl groups Using an aqueous dispersion containing 1 g of particles (solid content), the apparent surface charge (X) of these particles was determined by conductivity titration described in JP-A-10-270233, Further, after obtaining the background charge amount (Y) by the same measurement using only the dispersion medium (water), the difference (XY) between these charge amounts is calculated as the amount of carboxyl groups per 1 g of particles. did.

3.1.3.2.アミノ基量の定量
粒子5mg分(固形分)をチューブに取り、上清を除去した後、N−スクシンイミジル3−(2ピリジルジチオ)プロピオナート(同仁化学製)の100mMメタノール溶液1mlを加え、25℃で60分反応させた。メタノールを用いて粒子を2回洗浄後、炭酸緩衝溶液(50mM、pH9.4)とメタノールの1:1混合溶液に溶解させたジチオスレイトール溶液(20mM、1mL)を加え、室温で30分、還元反応させた。その後、この還元反応によって遊離したピリジン2−チオンの量を、紫外可視分光光度計を用いて定量した。この遊離したピリジン2−チオンの量が、粒子上にあったアミノ基の量に相当するとした。粒子1g当たりの量に換算し、これをアミノ基量とした。なお、ピリジン2−チオンの定量においては、波長343nmにおける吸光度を測定し、モル吸光係数εには8080を用いた。
3.1.3.2. After taking 5 mg (solid content) of amino group quantitative particles in a tube and removing the supernatant, 1 ml of a 100 mM methanol solution of N-succinimidyl 3- (2pyridyldithio) propionate (manufactured by Dojindo) was added, For 60 minutes. After washing the particles twice with methanol, a dithiothreitol solution (20 mM, 1 mL) dissolved in a 1: 1 mixed solution of carbonate buffer solution (50 mM, pH 9.4) and methanol was added, and 30 minutes at room temperature. A reduction reaction was performed. Thereafter, the amount of pyridine 2-thione liberated by this reduction reaction was quantified using an ultraviolet-visible spectrophotometer. The amount of free pyridine 2-thione was assumed to correspond to the amount of amino groups present on the particles. Converted to the amount per 1 g of particles, this was the amino group amount. In the determination of pyridine 2-thione, the absorbance at a wavelength of 343 nm was measured, and 8080 was used as the molar extinction coefficient ε.

3.1.3.3.p−トルエンスルホニル基(トシル基)量の定量
粒子5mg分(固形分)をチューブに取り、上清を除去した後、10%トリス水溶液1mlを加え、攪拌条件下、70℃で16時間反応させた。反応後、遠心分離または磁気分離を行い、上清に遊離したp−トルエンスルホン酸の量を、紫外可視分光光度計を用いて定量した。この遊離したp−トルエンスルホン酸の量が、粒子上にあったトシル基の量に相当するとした。粒子1g当たりの量に換算し、これをトシル基量とした。なお、p−トルエンスルホン酸の定量においては、波長261nmにおける吸光度を測定し、モル吸光係数εには380を用いた。
3.1.3.3. Quantitative determination of p-toluenesulfonyl group (tosyl group) Take 5 mg of particles (solid content) in a tube, remove the supernatant, add 1 ml of 10% aqueous Tris solution, and react at 70 ° C. for 16 hours under stirring conditions. It was. After the reaction, centrifugation or magnetic separation was performed, and the amount of p-toluenesulfonic acid released in the supernatant was quantified using an ultraviolet-visible spectrophotometer. The amount of p-toluenesulfonic acid thus liberated corresponds to the amount of tosyl groups present on the particles. The amount was converted to the amount per 1 g of particles, and this was used as the tosyl group amount. In the determination of p-toluenesulfonic acid, the absorbance at a wavelength of 261 nm was measured, and 380 was used as the molar extinction coefficient ε.

3.1.4.パーキングエリア
パーキングエリアは、次の式(1)を用いて算出した。計算で必要となる比表面積、活性官能基量に関しては、前記の測定法で求めた値を用いた。

Figure 2010260877
・・・式(1) 3.1.4. Parking area The parking area was calculated using the following equation (1). Regarding the specific surface area and the amount of active functional groups required for the calculation, the values obtained by the above measurement method were used.
Figure 2010260877
... Formula (1)

3.1.5.プローブ結合粒子の性能
プローブ結合粒子の特異的捕捉の程度、および非特異的吸着の程度については、下記に示す方法で評価を行った。本評価は、細胞破砕液中に含まれる20Sプロテアソームを標的としたモデル実験である。
3.1.5. Performance of probe-bound particles The degree of specific capture of probe-bound particles and the degree of non-specific adsorption were evaluated by the methods described below. This evaluation is a model experiment targeting the 20S proteasome contained in the cell lysate.

3.1.5.1.特異的捕捉の程度
プローブが固定化された粒子の1重量%分散液50μLをチューブに取り、遠心分離または磁気分離にて上澄みを除去した。これに、標的物質である蛋白質(20Sプロテアソーム)を含むことが確認されているJurkat細胞破砕液20μlを注ぎ、さらにタッチミキサーで振動を与えて前記粒子を分散させた後、常温にて2時間振盪させた。続いて、遠心分離または磁気分離にて上澄みを除去し、0.05%非イオン性界面活性剤NP40を含む10mMのHEPES 1mlを注いでタッチミキサーで前記粒子を分散させた。同様の処理をさらに2回繰り返した後、内容物を別の未使用のチューブに移し、遠心分離または磁気分離にて上澄みを除去した。引き続きこのチューブに抽出液として0.5%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液25μlを注いでタッチミキサーでごく軽く振動を与えて前記粒子を分散させた。10分間放置した後、遠心分離または磁気分離を行い、上澄み20μlを採取した(抽出工程)。バイオラッド社製プレミックスサンプルバッファー中での濃度が2wt%になるように2−メルカプトエタノールを溶解させ、このうち20μlをチューブに採取した。これに上記抽出工程で採取した上澄み20μlを混ぜ、チューブヒーターにて95℃で5分間加熱した。バイオラッド社製縦型電気泳動システム「ミニプロティアン3」、バイオラッド社製プレキャストポリアクリルアミドゲル「レディーゲルJ(12.5%)」、およびバイオラッド社製プレミックス泳動バッファーを用いて、ゲル1レーンあたり10μlをアプライし、電気泳動を行った。染色はバイオラッド社製シルバーステインプラスキットを用いて標準的な手法で行った。染色されたゲルはバイオラッド社製デンシトメーター「GS−700」でスキャンして画像化した。
染色されたゲルの画像において、20Sプロテアソームのサブユニットを構成する蛋白質に相当する分子量31k付近の数本のバンドが明瞭に確認された場合を「良好」、不明瞭であるが確認された場合を「やや良好」、それ以外を「不良」とした。
3.1.5.1. Degree of specific capture 50 μL of a 1% by weight dispersion of particles on which the probe was immobilized was placed in a tube, and the supernatant was removed by centrifugation or magnetic separation. Pour 20 μl of Jurkat cell lysate, which has been confirmed to contain the target protein (20S proteasome), and further shake the mixture with a touch mixer to disperse the particles, followed by shaking at room temperature for 2 hours. I let you. Subsequently, the supernatant was removed by centrifugation or magnetic separation, and 1 ml of 10 mM HEPES containing 0.05% nonionic surfactant NP40 was poured to disperse the particles with a touch mixer. After the same treatment was repeated twice more, the contents were transferred to another unused tube, and the supernatant was removed by centrifugation or magnetic separation. Subsequently, 25 μl of 0.5% sodium dodecyl sulfate aqueous solution was poured into this tube as an extract, and the particles were dispersed by applying very light vibration with a touch mixer. After standing for 10 minutes, centrifugation or magnetic separation was performed, and 20 μl of supernatant was collected (extraction step). 2-mercaptoethanol was dissolved so that the concentration in the premix sample buffer manufactured by Bio-Rad was 2 wt%, and 20 μl of this was collected in a tube. This was mixed with 20 μl of the supernatant collected in the extraction step, and heated with a tube heater at 95 ° C. for 5 minutes. Gel 1 using Biorad vertical electrophoresis system “Mini Protian 3”, BioRad precast polyacrylamide gel “Lady Gel J (12.5%)”, and BioRad premix electrophoresis buffer 10 μl per lane was applied and electrophoresis was performed. Staining was performed by a standard method using a Bio stain silver stain plus kit. The stained gel was scanned and imaged with a densitometer “GS-700” manufactured by Bio-Rad.
In the stained gel image, the case where several bands around the molecular weight of 31k corresponding to the protein constituting the subunit of the 20S proteasome are clearly confirmed is “good”, and the case where it is confirmed that the band is unclear is confirmed. “Slightly good”, otherwise “bad”.

3.1.5.2.非特異的吸着の程度
上記の特異的捕捉についての評価で得られたゲルの画像で、分子量31k付近以外にバンドがほとんど確認されない場合を「良好」、不明瞭であるが確認された場合を「やや良好」、それ以外を「不良」とした。
3.1.5.2. Degree of non-specific adsorption In the gel image obtained in the above-described evaluation of specific capture, “good” indicates that no band is confirmed except in the vicinity of a molecular weight of 31 k. “Slightly good” and other than “bad”.

3.2.合成例
3.2.1.合成例1 有機ポリマー粒子の作製
3.2.1.1.母粒子の作製
75%ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド溶液(日本油脂製「パーロイル355−75(S)」、以下、「パーロイル」という。)2質量部を1%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液20質量部に混合し、超音波分散機にて微細乳化した。これを粒子径0.77μmのポリスチレン粒子13質量部および水41質量部の入ったリアクターに入れ、25℃で12時間攪拌した。別の容器でメチルメタクリレート(以下、「MMA」という。)95質量部およびトリメチロールプロパントリメタクリレート(以下、「TMP」という。)5質量部を0.1%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液400質量部に乳化し、前記リアクターに入れ、40℃で2時間攪拌した後、75℃に昇温して8時間重合した。室温まで冷却後、遠心分離により粒子のみ取り出したものをさらに水洗し、乾燥、粉砕した。これを母粒子A−1とする。粒子径は1.5μmであった。
3.2. Synthesis example 3.2.1. Synthesis Example 1 Production of Organic Polymer Particles 3.2.1.1. Preparation of mother particles 75% di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide solution (“Parroyl 355-75 (S)” manufactured by NOF Corporation, hereinafter referred to as “Perroyl”) 2 parts by mass of 1% dodecyl It mixed with 20 mass parts of sodium sulfate aqueous solution, and finely emulsified with the ultrasonic disperser. This was put into a reactor containing 13 parts by mass of polystyrene particles having a particle size of 0.77 μm and 41 parts by mass of water, and stirred at 25 ° C. for 12 hours. In a separate container, 95 parts by mass of methyl methacrylate (hereinafter referred to as “MMA”) and 5 parts by mass of trimethylolpropane trimethacrylate (hereinafter referred to as “TMP”) are emulsified in 400 parts by mass of a 0.1% sodium dodecyl sodium sulfate aqueous solution. The mixture was placed in the reactor and stirred at 40 ° C. for 2 hours, and then heated to 75 ° C. and polymerized for 8 hours. After cooling to room temperature, the particles taken out by centrifugation were further washed with water, dried and pulverized. This is designated as mother particle A-1. The particle diameter was 1.5 μm.

3.2.1.2.グリシジル基を有するポリマー層の形成
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液375gを1Lセパラブルフラスコに投入し、次いで、母粒子A−1 22gを投入し、ホモジナイザーで分散した後、60℃に加熱した。別の容器に入れたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液100gに、MMA18g、TMP2g、およびパーロイル0.4g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1時間30分かけて滴下した。
3.2.1.2. Formation of polymer layer having glycidyl group 375 g of 0.5 wt% aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate was charged into a 1 L separable flask, and then 22 g of mother particle A-1 was charged and dispersed with a homogenizer. Heated. A pre-emulsion prepared by dispersing 18 g of MMA, 2 g of TMP, and 0.4 g of parroyl in 100 g of a 0.5% by weight aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate in a separate container was added to the 1 L separable flask controlled at 60 ° C. The solution was added dropwise over 1 hour 30 minutes.

滴下終了後、60℃に保持して1時間攪拌した後、別の容器に入れたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液75gに、グリシジルメタクリレート10.5g、TMP1.5g、およびパーロイル0.3g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上記1Lセパラブルフラスコに1時間30分かけて滴下した。その後75℃に昇温し、さらに2時間重合を続けて、反応を完了させた。   After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at 60 ° C. and stirred for 1 hour, and then added to 75 g of a 0.5 wt% aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate in another container, 10.5 g of glycidyl methacrylate, 1.5 g of TMP, and 0. The pre-emulsion in which 3 g was dispersed was dropped into the 1 L separable flask controlled at 60 ° C. over 1 hour and 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 75 ° C., and polymerization was further continued for 2 hours to complete the reaction.

次いで、遠心分離により前記セパラブルフラスコ中の粒子を分離し、蒸留水を用いて洗浄した。以上の工程により、グリシジル基を有するポリマー層が形成された有機ポリマー粒子A−2(粒子径:2.2μm)を得た。   Next, the particles in the separable flask were separated by centrifugation and washed with distilled water. Through the above steps, organic polymer particles A-2 (particle size: 2.2 μm) on which a polymer layer having a glycidyl group was formed were obtained.

3.2.2.合成例2 磁性体含有ポリマー粒子の作製
3.2.2.1.母粒子の作製(磁性体層の形成)
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超常磁性微粒子(平均一次粒子径:0.01μm)を得た。
3.2.2. Synthesis Example 2 Production of magnetic substance-containing polymer particles 3.2.2.1. Preparation of mother particles (formation of magnetic layer)
After adding acetone to oily magnetic fluid (trade name: “EXP series”, manufactured by Ferrotec Co., Ltd.) to precipitate and precipitate the particles, this is dried to obtain a ferrite-based surface having a hydrophobized surface. Superparamagnetic fine particles (average primary particle size: 0.01 μm) were obtained.

母粒子A−1 15gおよび上記疎水化された超常磁性微粒子20g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、超常磁性微粒子からなる磁性体層を表面に有する母粒子A−3(粒子径:1.7μm)を得た。   15 g of mother particle A-1 and 20 g of the above-mentioned hydrophobized superparamagnetic fine particles were mixed well with a mixer, and this mixture was mixed with a blade (stirring) using a hybridization system NHS-0 type (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). Was performed for 5 minutes at a peripheral speed of 100 m / sec (16200 rpm) to obtain mother particles A-3 (particle diameter: 1.7 μm) having a magnetic layer composed of superparamagnetic fine particles on the surface.

3.2.2.2.グリシジル基を有するポリマー層の形成
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液375gを1Lセパラブルフラスコに投入し、次いで、母粒子A−3 15gを投入し、ホモジナイザーで分散した後、60℃に加熱した。別の容器に入れたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液100gに、MMA18g、TMP2g、およびパーロイル0.4g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1時間30分かけて滴下した。
3.2.2.2. Formation of polymer layer having glycidyl group 375 g of 0.5 wt% aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate was charged into a 1 L separable flask, and then 15 g of mother particle A-3 was charged and dispersed with a homogenizer. Heated. A pre-emulsion prepared by dispersing 18 g of MMA, 2 g of TMP, and 0.4 g of parroyl in 100 g of a 0.5% by weight aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate in a separate container was added to the 1 L separable flask controlled at 60 ° C. The solution was added dropwise over 1 hour 30 minutes.

滴下終了後、60℃に保持して1時間攪拌した後、別の容器に入れたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液75gに、グリシジルメタクリレート10.5g、TMP1.5g、およびパーロイル0.3g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上記1Lセパラブルフラスコに1時間30分かけて滴下した。その後75℃に昇温し、さらに2時間重合を続けて、反応を完了させた。   After completion of the dropwise addition, the mixture was kept at 60 ° C. and stirred for 1 hour, and then added to 75 g of a 0.5 wt% aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate in another container, 10.5 g of glycidyl methacrylate, 1.5 g of TMP, and 0. The pre-emulsion in which 3 g was dispersed was dropped into the 1 L separable flask controlled at 60 ° C. over 1 hour and 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 75 ° C., and polymerization was further continued for 2 hours to complete the reaction.

次いで、磁気を用いて前記セパラブルフラスコ中の粒子を分離し、蒸留水を用いて洗浄した。以上の工程により、グリシジル基を有するポリマー層が形成された磁性粒子A−4(粒子径:2.7μm)を得た。   Next, the particles in the separable flask were separated using magnetism and washed with distilled water. Through the steps described above, magnetic particles A-4 (particle diameter: 2.7 μm) on which a polymer layer having a glycidyl group was formed were obtained.

3.2.3. 活性官能基を有するポリマー粒子の作製
3.2.3.1. 合成例3 カルボキシル基を有するポリマー粒子(P−1)の作製
グリシジル基を有する第2ポリマー層が形成された有機ポリマー粒子A−2の水分散液から遠心分離して単離した粒子1.0gに、1%硫酸水溶液10gを加え、間接超音波を20分間照射して分散させ、次いで、60℃で5時間攪拌した(グリシジル基の加水分解)。
3.2.3. Production of polymer particles having active functional groups 3.2.3.1. Synthesis Example 3 Production of Polymer Particle (P-1) Having Carboxyl Group 1.0 g of particles isolated by centrifugation from an aqueous dispersion of organic polymer particle A-2 on which a second polymer layer having a glycidyl group was formed 10 g of a 1% sulfuric acid aqueous solution was added, indirect ultrasonic waves were irradiated for 20 minutes to disperse, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 5 hours (hydrolysis of glycidyl group).

続いて、遠心分離により前記粒子を単離し、純水に分散させ洗浄する操作を5回繰り返し、さらに乾燥させ、2,3−ジヒドロキシプロピル基を有するポリマー粒子A−5を得た。この乾燥粒子A−5 1.5gを10mlのピリジンで洗浄してから、10mlのピリジンに40mgの無水コハク酸を溶解した溶液を加え、室温で4時間撹拌した(カルボキシル基の導入)。   Subsequently, the operation of isolating the particles by centrifugation, dispersing them in pure water and washing them was repeated 5 times and further dried to obtain polymer particles A-5 having 2,3-dihydroxypropyl groups. After washing 1.5 g of the dried particles A-5 with 10 ml of pyridine, a solution of 40 mg of succinic anhydride dissolved in 10 ml of pyridine was added and stirred at room temperature for 4 hours (introduction of carboxyl group).

反応後、遠心分離により前記粒子を単離し、アセトンで3回、続いて蒸留水で4回洗浄してから蒸留水に分散させて、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子P−1を含む1%分散液を得た。粒子径は2.2μm、比表面積は2.6m/g、カルボキシル基量は9μmol/gであり、パーキングエリアは48Åであった。 After the reaction, the particles are isolated by centrifugation, washed 3 times with acetone and then 4 times with distilled water, and then dispersed in distilled water to contain 1.0 g of polymer particles P-1 having carboxyl groups A 1% dispersion was obtained. The particle diameter was 2.2 μm, the specific surface area was 2.6 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 9 μmol / g, and the parking area was 48 2 .

3.2.3.2. 合成例4 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−1)の作製
グリシジル基を有する第2ポリマー層が形成された磁性粒子A−4の水分散液から磁気分離して単離した粒子1.0gに、1%硫酸水溶液10gを加え、間接超音波を20分間照射して分散させ、次いで、60℃で5時間攪拌した(グリシジル基の加水分解)。
3.2.3.2. Synthesis Example 4 Preparation of Magnetic Particle (C-1) Having Carboxyl Group To 1.0 g of particles isolated by magnetic separation from an aqueous dispersion of magnetic particle A-4 on which a second polymer layer having a glycidyl group was formed 10 g of a 1% sulfuric acid aqueous solution was added, and the mixture was dispersed by irradiation with indirect ultrasonic waves for 20 minutes, and then stirred at 60 ° C. for 5 hours (hydrolysis of glycidyl group).

続いて、磁気分離により前記粒子を単離し、純水に分散させ洗浄する操作を5回繰り返し、さらに乾燥させ、2,3−ジヒドロキシプロピル基を有する磁性粒子A−6を得た。この乾燥粒子A−6 1.0gを10mlのピリジンで洗浄してから、10mlのピリジンに2mgの無水コハク酸を溶解した溶液を加え、室温で4時間撹拌した(カルボキシル基の導入)。   Subsequently, the operation of isolating the particles by magnetic separation, dispersing in pure water and washing them was repeated five times, and further dried to obtain magnetic particles A-6 having 2,3-dihydroxypropyl groups. After washing 1.0 g of the dry particles A-6 with 10 ml of pyridine, a solution of 2 mg of succinic anhydride dissolved in 10 ml of pyridine was added and stirred at room temperature for 4 hours (introduction of carboxyl group).

反応後、磁気分離により前記粒子を単離し、アセトンで3回、続いて蒸留水で4回洗浄してから蒸留水に分散させて、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−1を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は0.5μmol/gであり、パーキングエリアは531Åであった。 After the reaction, the particles are isolated by magnetic separation, washed 3 times with acetone and then 4 times with distilled water, and then dispersed in distilled water to contain 1.0 g of polymer particles C-1 having carboxyl groups A 1% dispersion was obtained. Particle size of 2.7 .mu.m, a specific surface area of 1.6 m 2 / g, amount of carboxyl groups is 0.5 [mu] mol / g, the parking area was 531Å 2.

3.2.3.3. 合成例5 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−2)の作製
無水コハク酸量が12mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−2を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は3μmol/gであり、パーキングエリアは89Åであった。
3.2.3.3. Synthesis Example 5 Preparation of Magnetic Particle (C-2) Having Carboxyl Group 1.0 g carboxyl group was prepared in the same manner as C-1 preparation method described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride was 12 mg. A 1% dispersion containing polymer particles C-2 with Particle size of 2.7 .mu.m, a specific surface area of 1.6 m 2 / g, a carboxyl group content is 3 [mu] mol / g, the parking area was 89Å 2.

3.2.3.3. 合成例6 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−3)の作製
無水コハク酸量が25mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−3を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は6μmol/gであり、パーキングエリアは44Åであった。
3.2.3.3. Synthesis Example 6 Preparation of Magnetic Particle (C-3) Having Carboxyl Group 1.0 g carboxyl group was prepared in the same manner as C-1 preparation method described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride was 25 mg. A 1% dispersion liquid containing polymer particles C-3 having a molecular weight was obtained. The particle diameter was 2.7 μm, the specific surface area was 1.6 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 6 μmol / g, and the parking area was 44 2 .

3.2.3.4. 合成例7 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−4)の作製
無水コハク酸量が40mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−4を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は10μmol/gであり、パーキングエリアは27Åであった。
3.2.3.4. Synthesis Example 7 Production of Magnetic Particle (C-4) Having Carboxyl Group 1.0 g carboxyl group was prepared in the same manner as C-1 production method described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride was 40 mg. A 1% dispersion liquid containing polymer particles C-4 having a water content was obtained. The particle diameter was 2.7 μm, the specific surface area was 1.6 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 10 μmol / g, and the parking area was 27 cm 2 .

3.2.3.8. 合成例8 アミノ基を有する磁性粒子(M−1)の作製
グリシジル基を有する第2ポリマー層が形成された磁性粒子A−4の水分散液から磁気分離によって単離した粒子をアセトンに分散させ、磁気分離して洗浄する操作を5回繰り返した後、前記粒子を再びアセトンに分散させ、磁気分離により上清を除去した後、該粒子を乾燥させた。次に、該粒子0.50gを100mlフラスコに入れ、エチレンジアミン25gを加えた後、間接超音波を20分間照射して分散させてから、窒素雰囲気下で50℃にて3時間加熱攪拌した(アミノ基の導入)。
3.2.3.8. Synthesis Example 8 Production of Magnetic Particle (M-1) Having Amino Group Particles isolated by magnetic separation from an aqueous dispersion of magnetic particle A-4 on which a second polymer layer having a glycidyl group was formed were dispersed in acetone. After the magnetic separation and washing operation was repeated 5 times, the particles were dispersed again in acetone, the supernatant was removed by magnetic separation, and the particles were dried. Next, 0.50 g of the particles were placed in a 100 ml flask, 25 g of ethylenediamine was added, and then dispersed by irradiation with indirect ultrasonic waves for 20 minutes, and then heated and stirred at 50 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere (amino) Group introduction).

冷却後、磁気分離により前記粒子を単離し、該粒子を蒸留水に分散させ、磁気分離して洗浄する操作を5回繰り返した後、磁気分離により上清を除去し、次に、1%硫酸水溶液5gに該粒子を加え、間接超音波を20分間照射して分散させ、次いで、60℃で5時間攪拌した(残留グリシジル基の加水分解)。   After cooling, the particles are isolated by magnetic separation, dispersed in distilled water, magnetically separated and washed, and then the supernatant is removed by magnetic separation. Then, 1% sulfuric acid is removed. The particles were added to 5 g of an aqueous solution, dispersed by irradiation with indirect ultrasonic waves for 20 minutes, and then stirred at 60 ° C. for 5 hours (hydrolysis of residual glycidyl groups).

続いて、磁気分離により前記粒子を単離し、純水に分散させ磁気分離して洗浄する操作を5回繰り返した後、蒸留水に分散させて、0.49gのアミノ基を有する磁性粒子M−1を含む1%分散液を得た。粒子径は2.8μm、比表面積は1.7m/g、アミノ基量は6μmol/gであり、パーキングエリアは47Åであった。 Subsequently, the operation of isolating the particles by magnetic separation, dispersing in pure water, magnetically separating and washing 5 times was repeated, and then dispersed in distilled water to obtain 0.49 g of magnetic particles M- having amino groups. A 1% dispersion containing 1 was obtained. The particle diameter was 2.8 μm, the specific surface area was 1.7 m 2 / g, the amino group amount was 6 μmol / g, and the parking area was 47 2 .

3.2.3.9. 合成例9 トシル基を有する磁性粒子(T−1)の作製
2,3−ジヒドロキシプロピル基を有する磁性粒子A−6 1.0gを8mlのピリジンに分散させた後、p−トシルクロライド15mgを加えて室温で2時間攪拌した。反応後、磁気分離によって粒子を単離し、アセトンで4回、蒸留水で4回洗浄した後、蒸留水に分散させて、1.0gのトシルル基を有するポリマー粒子T−1を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.7m/g、トシル基量は5μmol/gであり、パーキングエリアは56Åであった。
3.2.3.9. Synthesis Example 9 Preparation of magnetic particle (T-1) having tosyl group After dispersing 1.0 g of magnetic particle A-6 having 2,3-dihydroxypropyl group in 8 ml of pyridine, 15 mg of p-tosyl chloride was added. And stirred at room temperature for 2 hours. After the reaction, the particles are isolated by magnetic separation, washed 4 times with acetone and 4 times with distilled water, and then dispersed in distilled water to disperse 1% containing polymer particles T-1 having 1.0 g of tosyl group. A liquid was obtained. The particle diameter was 2.7 μm, the specific surface area was 1.7 m 2 / g, the tosyl group amount was 5 μmol / g, and the parking area was 56 2 .

3.3. 比較合成例
3.3.1. 活性官能基のパーキングエリアが本発明の範囲外の粒子の作製
3.3.1.1. 比較合成例1 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−5)の作製
無水コハク酸量が70mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−5を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は17μmol/gであり、パーキングエリアは16Åであった。
3.3. Comparative synthesis example 3.3.1. Production of particles whose active functional group parking area is outside the scope of the present invention 3.3.1.1. Comparative Synthesis Example 1 Production of Magnetic Particles Having a Carboxyl Group (C-5) 1.0 g of carboxyl in the same manner as the production method of C-1 described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride is 70 mg. A 1% dispersion liquid containing polymer particles C-5 having groups was obtained. Particle size of 2.7 .mu.m, a specific surface area of 1.6 m 2 / g, amount of carboxyl groups is 17μmol / g, the parking area was 16 Å 2.

3.3.1.2. 比較合成例2 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−6)の作製
無水コハク酸量が100mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−6を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は25μmol/gであり、パーキングエリアは11Åであった。
3.3.1.2. Comparative Synthesis Example 2 Production of Magnetic Particles Having a Carboxyl Group (C-6) 1.0 g of carboxyl in the same manner as the production method of C-1 described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride is 100 mg. A 1% dispersion liquid containing polymer particles C-6 having groups was obtained. The particle diameter was 2.7 μm, the specific surface area was 1.6 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 25 μmol / g, and the parking area was 11 2 .

3.3.1.3. 比較合成例3 カルボキシル基を有する磁性粒子(C−7)の作製
無水コハク酸量が250mgであること以外は、合成例4記載のC−1の作製法と同様にして、1.0gのカルボキシル基を有するポリマー粒子C−7を含む1%分散液を得た。粒子径は2.7μm、比表面積は1.6m/g、カルボキシル基量は36μmol/gであり、パーキングエリアは7Åであった。
3.3.1.3. Comparative Synthesis Example 3 Production of Magnetic Particle (C-7) Having Carboxyl Group 1.0 g of carboxyl in the same manner as C-1 production method described in Synthesis Example 4 except that the amount of succinic anhydride is 250 mg. A 1% dispersion liquid containing polymer particles C-7 having groups was obtained. The particle diameter was 2.7 μm, the specific surface area was 1.6 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 36 μmol / g, and the parking area was 7 2 .

3.3.2. 比較合成例4 親水性官能基を含有しない磁性粒子(D−1)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%水溶液375gを1Lセパラブルフラスコに投入し、次いで、磁性体層を表面に有する母粒子A−3 15gを投入し、ホモジナイザーで分散した後、60℃に加熱した。別の容器に入れたドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量%水溶液100gに、スチレン15g、メタクリル酸4g、およびパーロイル0.8g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2時間かけて滴下した。
滴下終了後、75℃に昇温し、さらに2時間重合を続けて、反応を完了させた。
3.3.2. Comparative Synthesis Example 4 Preparation of Magnetic Particles (D-1) Containing No Hydrophilic Functional Group 375 g of a 0.5% by weight aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate was charged into a 1 L separable flask, and then a magnetic layer was provided on the surface. 15 g of mother particles A-3 were added, dispersed with a homogenizer, and then heated to 60 ° C. A pre-emulsion prepared by dispersing 15 g of styrene, 4 g of methacrylic acid and 0.8 g of parroyl in 100 g of a 0.5% by weight aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate in a separate container was controlled at 60 ° C. The solution was added dropwise to the bull flask over 2 hours.
After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 75 ° C., and the polymerization was further continued for 2 hours to complete the reaction.

次いで、磁気を用いて前記セパラブルフラスコ中の粒子を分離し、蒸留水を用いて洗浄した。その後、蒸留水に分散させることにより、活性官能基としてカルボキシル基を含有し、かつ親水性官能基を含有しない磁性粒子D−1を含む1%分散液を得た。粒子径は2.2μm、比表面積は2.2m/g、カルボキシル基量は15μmol/gであり、パーキングエリアは24Åであった。 Next, the particles in the separable flask were separated using magnetism and washed with distilled water. Thereafter, by dispersing in distilled water, a 1% dispersion containing magnetic particles D-1 containing a carboxyl group as an active functional group and containing no hydrophilic functional group was obtained. The particle diameter was 2.2 μm, the specific surface area was 2.2 m 2 / g, the amount of carboxyl groups was 15 μmol / g, and the parking area was 24 cm 2 .

3.3.実施例
3.3.1.実施例1
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが531ÅであるC−1粒子の1%分散液50μlをチューブに取り、磁気分離により上澄みを除去した。50mM MES−NaOH pH6(以下、「Buffer−1」という。)にて3回洗浄後、100μlのBuffer−1に分散し、これに標的物質である20Sプロテアソームを特異的に捕捉するためのプローブとなるタンパク質(抗20Sプロテアソームα6・マウスIgG抗体)の溶液(濃度:5mg/mL)を5μl添加し、さらに、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド50μgを加え撹拌した後、室温下2時間撹拌を行った。反応終了後、磁気分離により上澄みを除去した。次いで、0.05%非イオン性界面活性剤Tween20を含むトリス緩衝液(以下、「TBS−T」という。) 100μlを加え、室温で30分間撹拌を行った。さらに、TBS−Tにて5回洗浄した後、PBS(−)緩衝液で前記粒子を分散させて、プローブ結合粒子を含む1%分散液を得た。
このプローブ結合粒子の性能を評価方法に記載の手順で評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3. Example 3.3.1. Example 1
As a magnetic particle having a carboxyl group, 50 μl of a 1% dispersion of C-1 particles having a parking area of 531 cm 2 was placed in a tube, and the supernatant was removed by magnetic separation. After washing three times with 50 mM MES-NaOH pH 6 (hereinafter referred to as “Buffer-1”), the probe is dispersed in 100 μl of Buffer-1 and specifically captures the target substance 20S proteasome; 5 μl of a solution of the protein (anti-20S proteasome α6 / mouse IgG antibody) (concentration: 5 mg / mL) was added, and 50 μg of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide was added and stirred. Stirring was performed for 2 hours. After completion of the reaction, the supernatant was removed by magnetic separation. Next, 100 μl of a Tris buffer solution (hereinafter referred to as “TBS-T”) containing 0.05% nonionic surfactant Tween 20 was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Furthermore, after washing 5 times with TBS-T, the particles were dispersed with PBS (−) buffer to obtain a 1% dispersion containing probe-bound particles.
The performance of the probe-bound particles was evaluated by the procedure described in the evaluation method. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.3.2.実施例2
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが89ÅのC−2粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3.2. Example 2
A probe was bound by the method described in Example 1 except that C-2 particles having a parking area of 89 2 were used as magnetic particles having a carboxyl group, and performance evaluation was performed. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.3.3.実施例3
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが44ÅのC−3粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1および図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3.3. Example 3
The probe was bound by the method described in Example 1 except that C-3 particles having a parking area of 44 2 were used as magnetic particles having a carboxyl group, and performance evaluation was performed. The electrophoretic stained gel images obtained as a result were as shown in FIGS. 1 and 2, and the degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.3.4.実施例4
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが27ÅのC−4粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「やや良好」でかつ非特異吸着の程度は「やや良好」であった。
3.3.4. Example 4
As except that the parking area was used C-4 particles 27 Å 2 magnetic particles having a carboxyl group, to bind the probe by the method described in Example 1, and performance evaluation. The electrophoretic stained gel image obtained as a result is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “slightly good” and the degree of non-specific adsorption was “slightly good”.

3.3.5.実施例5
アミノ基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが47ÅのM−1粒子を用いたこと以外は、カルボキシル基粒子と同様、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3.5. Example 5
Except the parking area as the magnetic particles having an amino group with M-1 particles 47A 2 is similar to the carboxyl group particles, to bind the probe by the method described in Example 1, and performance evaluation. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 2, and the degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.3.6.実施例6
トシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが56ÅのT−1粒子の1%分散液50μlをチューブに取り、磁気分離により上澄みを除去した後、100μlのpH9.5のホウ酸緩衝液に分散させた。これに標的物質である20Sプロテアソームを特異的に捕捉するためのプローブとなるタンパク質(抗20Sプロテアソームα6・マウスIgG抗体)5μgを添加し、37℃で16時間撹拌を行った。反応終了後、磁気分離により上澄みを除去した。次いで、TBSで3回洗浄した後、PBS(−)緩衝液で前記粒子を分散させて、プローブ結合粒子T−1aを含む1%分散液を得た。
このプローブ結合粒子の性能を評価方法に記載の手順で評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3.6. Example 6
As magnetic particles having a tosyl group parking area takes a 1% dispersion 50μl of T-1 particles 56A 2 in the tube, after removing the supernatant by magnetic separation, dispersed in borate buffer pH9.5 in 100μl It was. To this was added 5 μg of a protein (anti-20S proteasome α6 / mouse IgG antibody) serving as a probe for specifically capturing the 20S proteasome as a target substance, and the mixture was stirred at 37 ° C. for 16 hours. After completion of the reaction, the supernatant was removed by magnetic separation. Next, after washing three times with TBS, the particles were dispersed with PBS (−) buffer to obtain a 1% dispersion containing probe-bound particles T-1a.
The performance of the probe-bound particles was evaluated by the procedure described in the evaluation method. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 2, and the degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.3.7.実施例7
カルボキシル基を有する非磁性のポリマー粒子として48ÅのP−1粒子を用いたこと、および粒子の分離に遠心分離を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「良好」でかつ非特異吸着の程度は「良好」であった。
3.3.7. Example 7
For using P-1 particles 48 Å 2 as the non-magnetic polymer particles having a carboxyl group, and except for using centrifugation separation of the particles, to bind the probe by the method described in Example 1, performance evaluation did. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 2, and the degree of specific capture was “good” and the degree of non-specific adsorption was “good”.

3.4.比較例
3.4.1.比較例1.パーキングエリアが発明の範囲外の磁性粒子(1)
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが16ÅのC−5粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「不良」でかつ非特異吸着の程度は「不良」であった。
3.4. Comparative Example 3.4.1. Comparative Example 1 Magnetic particles whose parking area is outside the scope of the invention (1)
A probe was bound by the method described in Example 1 except that C-5 particles having a parking area of 16 2 were used as magnetic particles having a carboxyl group, and performance evaluation was performed. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “poor” and the degree of non-specific adsorption was “poor”.

3.4.2.比較例2.パーキングエリアが発明の範囲外の磁性粒子(2)
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが11ÅのC−6粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「不良」でかつ非特異吸着の程度は「不良」であった。
3.4.2. Comparative Example 2 Magnetic particles whose parking area is outside the scope of the invention (2)
The probe was bound by the method described in Example 1 except that C-6 particles having a parking area of 11 2 were used as magnetic particles having a carboxyl group, and performance evaluation was performed. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “poor” and the degree of non-specific adsorption was “poor”.

3.4.3.比較例3.パーキングエリアが発明の範囲外の磁性粒子(3)
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが7ÅのC−7粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図1のとおりであり、特異的捕捉の程度は「不良」でかつ非特異吸着の程度は「不良」であった。
3.4.3. Comparative Example 3 Magnetic particles whose parking area is outside the scope of the invention (3)
The probe was bound by the method described in Example 1 except that C-7 particles having a parking area of 7 to 2 were used as magnetic particles having a carboxyl group, and performance evaluation was performed. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 1. The degree of specific capture was “poor” and the degree of non-specific adsorption was “poor”.

3.4.4.比較例4.親水性官能基を含有しない磁性粒子
パーキングエリアが24Åのカルボキシル基を有する磁性粒子であって、親水性の官能基を含有しないD−1粒子を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「不良」でかつ非特異吸着の程度は「不良」であった。
3.4.4. Comparative Example 4 Magnetic particle containing no hydrophilic functional group The method described in Example 1 except that D-1 particles having a parking area having a carboxyl group of 24 2 and not containing a hydrophilic functional group were used. The probe was bound with and the performance was evaluated. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 2. The degree of specific capture was “poor” and the degree of non-specific adsorption was “poor”.

3.4.5.比較例5.パーキングエリアが発明の範囲外の磁性粒子(4)
カルボキシル基を有する磁性粒子としてパーキングエリアが3Åの市販の磁性粒子(Dynal社製 Dynabeads M−270 Carboxylic Acid、粒子径2.8μm、官能基量150μmol/g、比表面積2.6m/g)を用いたこと以外は、実施例1記載の方法でプローブを結合させ、性能評価した。その結果得られた電気泳動の染色ゲルの画像は図2のとおりであり、特異的捕捉の程度は「不良」でかつ非特異吸着の程度は「不良」であった。
3.4.5. Comparative Example 5 Magnetic particles whose parking area is outside the scope of the invention (4)
Commercially available magnetic particles parking area 3 Å 2 as the magnetic particles having a carboxyl group (Dynal Inc. Dynabeads M-270 Carboxylic Acid, particle size 2.8 .mu.m, the amount of functional groups 150 [mu] mol / g, a specific surface area of 2.6 m 2 / g) The probe was bound by the method described in Example 1 except that was used, and the performance was evaluated. The resulting electrophoretic stained gel image is as shown in FIG. 2. The degree of specific capture was “poor” and the degree of non-specific adsorption was “poor”.

実施例1〜4で得られたプローブ結合粒子の特異的捕捉の程度および非特異的吸着の程度を示す電気泳動パターンである。It is an electrophoresis pattern which shows the grade of the specific capture | acquisition of the probe binding particle obtained in Examples 1-4, and the grade of non-specific adsorption | suction. 実施例3、5〜7で得られたプローブ結合粒子の特異的捕捉の程度および非特異的吸着の程度を示す電気泳動パターンである。It is an electrophoresis pattern which shows the grade of the specific capture | acquisition of the probe binding particle obtained in Example 3, 5-7, and the grade of non-specific adsorption | suction.

Claims (6)

生物学的試料の中から、生化学物質をプローブとの相互作用を用いて分離するための有機ポリマー粒子であって、該有機ポリマー粒子はプローブを結合するための活性官能基を有しており、かつ粒子の表面積を該活性官能基の量で除した値が20〜5,000Åであり、さらに非イオン性の親水基を有することを特徴とする有機ポリマー粒子。 Organic polymer particles for separating a biochemical substance from a biological sample by using an interaction with a probe, the organic polymer particles having an active functional group for binding the probe An organic polymer particle having a value obtained by dividing the surface area of the particle by the amount of the active functional group is 20 to 5,000 2 and further has a nonionic hydrophilic group. 更に磁性体を含有することを特徴とする請求項1に記載の有機ポリマー粒子。   Furthermore, the organic polymer particle of Claim 1 containing a magnetic body. 前記活性官能基がカルボキシル基、アミノ基、およびトシル基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ポリマー粒子。   The organic polymer particle according to claim 1, wherein the active functional group is at least one group selected from the group consisting of a carboxyl group, an amino group, and a tosyl group. 前記非イオン性の親水基として、2,3−ジヒドロキシプロピル基を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機ポリマー粒子。   The organic polymer particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the nonionic hydrophilic group has a 2,3-dihydroxypropyl group. 表面に超常磁性微粒子の層を有する母粒子と、この母粒子を覆うように設けられたプローブを結合するための活性官能基および非イオン性の親水基を有する有機ポリマー層と、を有する請求項2〜4に記載の有機ポリマー粒子。   A mother particle having a layer of superparamagnetic fine particles on the surface, and an organic polymer layer having an active functional group and a nonionic hydrophilic group for binding a probe provided so as to cover the mother particle. Organic polymer particles according to 2-4. 請求項1〜5のいずれかに記載の有機ポリマー粒子とプローブとを、前記活性官能基を介して結合させた、プローブ結合粒子。   6. A probe-bound particle comprising the organic polymer particle according to claim 1 and a probe bound via the active functional group.
JP2007223269A 2007-08-29 2007-08-29 Organic polymer particle and probe-bonded particle Pending JP2010260877A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007223269A JP2010260877A (en) 2007-08-29 2007-08-29 Organic polymer particle and probe-bonded particle
PCT/JP2008/065092 WO2009028449A1 (en) 2007-08-29 2008-08-25 Organic polymer particle and probe bonded particle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007223269A JP2010260877A (en) 2007-08-29 2007-08-29 Organic polymer particle and probe-bonded particle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010260877A true JP2010260877A (en) 2010-11-18

Family

ID=40387169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007223269A Pending JP2010260877A (en) 2007-08-29 2007-08-29 Organic polymer particle and probe-bonded particle

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2010260877A (en)
WO (1) WO2009028449A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012130886A (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Ube Industries Ltd Method for moving and/or reacting liquid phase
WO2015133507A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Jsr株式会社 Solid support, ligand-bound solid support, detection or separation method for target substance, solid support production method, and ligand-bound solid support production method
JP6289705B1 (en) * 2017-03-31 2018-03-07 Jsr株式会社 Method for producing probe binding carrier, probe binding carrier and method for detecting or separating target substance
WO2021039982A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 キヤノン株式会社 Particles, affinity particles having ligand for target substance, in vitro diagnostic reagent and kit that include same, and method for detecting target substance
JP7393896B2 (en) 2019-08-23 2023-12-07 キヤノン株式会社 Particles and their manufacturing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3150665B1 (en) * 2014-05-29 2019-03-06 Shenzhen New Industries Biomedical Engineering Co., Ltd. Method for preparing magnetic microspheres for the capture of proteins and their use in quantitative chemiluminescence immunoassays

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006226689A (en) * 2004-02-24 2006-08-31 Jsr Corp Magnetic particle for immunological examination
JP2006226691A (en) * 2004-06-15 2006-08-31 Jsr Corp Magnetic particle for immunological examination
JP2006226690A (en) * 2004-06-15 2006-08-31 Jsr Corp Magnetic particle for immunological examination
EP1780544B1 (en) * 2005-11-01 2009-12-09 JSR Corporation Magnetic particles for diagnostics
JP4840580B2 (en) * 2006-07-26 2011-12-21 Jsr株式会社 Magnetic particle, method for producing the same, and probe-coupled particle

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012130886A (en) * 2010-12-24 2012-07-12 Ube Industries Ltd Method for moving and/or reacting liquid phase
WO2015133507A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-11 Jsr株式会社 Solid support, ligand-bound solid support, detection or separation method for target substance, solid support production method, and ligand-bound solid support production method
JPWO2015133507A1 (en) * 2014-03-05 2017-04-06 Jsr株式会社 Solid phase carrier, ligand-bound solid phase carrier, target substance detection or separation method, solid phase carrier production method, and ligand-bound solid phase carrier production method
US10466235B2 (en) 2014-03-05 2019-11-05 Jsr Corporation Solid support, ligand-bound solid support, detection or separation method for target substance, solid support production method, and ligand-bound solid support production method
JP6289705B1 (en) * 2017-03-31 2018-03-07 Jsr株式会社 Method for producing probe binding carrier, probe binding carrier and method for detecting or separating target substance
JP7393896B2 (en) 2019-08-23 2023-12-07 キヤノン株式会社 Particles and their manufacturing method
JP7393896B6 (en) 2019-08-23 2024-04-01 キヤノン株式会社 Particles and their manufacturing method
WO2021039982A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-04 キヤノン株式会社 Particles, affinity particles having ligand for target substance, in vitro diagnostic reagent and kit that include same, and method for detecting target substance

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009028449A1 (en) 2009-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4840580B2 (en) Magnetic particle, method for producing the same, and probe-coupled particle
EP1890147B1 (en) Organic polymer particles and process for producing the same, magnetic particles for diagnostics, carboxyl group-containing particles and process for producing the same, and probe-bound particles and process for producing the same
JP4716034B2 (en) Magnetic particles and method for producing the same
US9447232B2 (en) Carrier polymer particle, process for producing the same, magnetic particle for specific trapping, and process for producing the same
JP5003868B2 (en) Organic polymer particles and method for producing the same
JP5003867B2 (en) Magnetic particle, method for producing the same, and probe-coupled particle
JP2010260877A (en) Organic polymer particle and probe-bonded particle
JP4935973B2 (en) Organic polymer particles and method for producing the same
JP4984025B2 (en) Organic polymer particle, method for producing the same, and probe binding particle
JP4911280B2 (en) Organic polymer particles and method for producing the same
JP2018146535A (en) Method of manufacturing probe binding carrier, method of detecting or isolating target substance, probe binding carrier, and protein or nucleic acid stabilizer
JP4803366B2 (en) ORGANIC POLYMER PARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, ORGANIC POLYMER PARTICLE FOR PROBE CONNECTION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
US10139401B2 (en) Method for capturing target substance, solid-phase carrier for capturing target substance, and method for producing solid-phase carrier
JP4985916B2 (en) Method for producing carboxyl group-containing particles
JP4993081B2 (en) Protein-immobilized magnetic particles and method for producing the same
JP4683225B2 (en) Magnetic polymer particles for diagnostic agents and method for producing the same
JP6289705B1 (en) Method for producing probe binding carrier, probe binding carrier and method for detecting or separating target substance
JP5494987B2 (en) Organic polymer particles and method for producing the same