JP2023006594A - Cell separation substrate and cell separation method - Google Patents

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龍太郎 今村
Ryutaro Imamura
知之 大嶽
Tomoyuki Otake
厚 丸山
Atsushi Maruyama
直彦 嶋田
Naohiko Shimada
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Tokyo Institute of Technology NUC
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Abstract

To provide a cell separation substrate that can adsorb a specific cell selectively, allows the cell to be easily desorbed from the cell separation substrate, and further can give a high-purity cell, and a cell separation method using the substrate.SOLUTION: A cell separation substrate has a substrate whose surface is fixed with a copolymer having at least an ureido group-containing repetitive sequence, which is a repeat of a specific ureido group-containing structure, and a charge-containing repetitive sequence, with its upper limit critical solution temperature (UCST) ranging from 4°C to 50°C.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、被分離細胞を分離するための細胞分離用基材、細胞分離方法等に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell separation substrate, a cell separation method, and the like for separating cells to be separated.

再生医療分野では疾患のある患者から正常な細胞を取り出し、体外で培養後、再度患者に移植するといった手法が多く用いられる。しかしながら患者の体内、血液、体液から特定の細胞のみを取り出すのは困難である。そこで特定の細胞を分離する技術が必要となる。
この細胞分離方法は、病理診断または臨床検査の分野においても普及している。細胞分離方法としては密度勾配遠心法、磁性粒子を用いた分離法、基材を用いた分離方法やフローサイトメトリーとセルソーターを組み合わせた方法が知られている。なかでも特定の細胞を基材を用いて分離する方法は処理可能な細胞数が多く、細胞分離の操作が簡便であるというメリットもある。
In the field of regenerative medicine, a technique of extracting normal cells from a diseased patient, culturing them outside the body, and then transplanting them back into the patient is often used. However, it is difficult to extract only specific cells from the patient's body, blood, or bodily fluids. Therefore, a technique for isolating specific cells is required.
This cell separation method is also widely used in the field of pathological diagnosis or clinical examination. Known cell separation methods include a density gradient centrifugation method, a separation method using magnetic particles, a separation method using a substrate, and a method combining flow cytometry and a cell sorter. Among them, the method of separating specific cells using a base material has the advantage that the number of cells that can be treated is large and the operation of cell separation is simple.

また基板に吸着した細胞を脱離させる手法としては、近年では酵素等を使用せず、細胞にダメージを与えない脱離方法として温度応答性ポリマーを使用する方法が知られている。例えば培養した細胞構造体を細胞培養器から回収する技術として、特許文献1には温度応答性ポリマーであるポリ[N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)]を、電子線照射により表面に導入した細胞培養支持体材料が開示されている。しかしながらこの細胞培養容器に固定化されているNIPAMポリマーには電荷が含まれていないために、特定の細胞を選択的に吸着することができないという課題がある。 As a technique for detaching cells adsorbed to a substrate, a method using a temperature-responsive polymer is known in recent years as a desorption method that does not use enzymes or the like and does not damage cells. For example, as a technique for recovering cultured cell structures from a cell culture vessel, Patent Document 1 discloses a cell culture support in which poly[N-isopropylacrylamide (NIPAM)], which is a temperature-responsive polymer, is introduced onto the surface by electron beam irradiation. A body material is disclosed. However, since the NIPAM polymer immobilized on this cell culture vessel does not contain an electric charge, there is a problem that specific cells cannot be selectively adsorbed.

このような課題を解決するために、非特許文献1には電荷を有する温度応答性ポリマーが固定化された基材が開示されている。温度応答性ポリマーとしてN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)とアニオン性の電荷としてカルボン酸を有するモノマーとを共重合したポリマー(p(NIPAM-co-AA))をガラス基板に固定し、温度応答により細胞分離を行う方法である。しかしながら上記p(NIPAM-co-AA)のように下限臨界溶液温度(LCST)を有する共重合体を固定化した細胞分離用基材を用いて細胞分離を行う場合、基板に吸着した細胞を脱離させる場合には低温に傾ける必要がある。低温条件では細胞の運動性が低下するため、細胞を脱離しにくくなり、結果として細胞の回収率が低下する懸念がある。さらにNIPAM系ポリマーは下限臨界溶液温度(LCST)を有し、低温条件では親水性を示すが高温条件では疎水性を示す性質がある。そのため、細胞を基板に吸着する場合には高温条件を用いるが、ポリマーの疎水性のために非特異吸着を起こしやすく、分離後の細胞の純度が低くなる懸念もある。 In order to solve such problems, Non-Patent Document 1 discloses a substrate on which a temperature-responsive polymer having an electric charge is immobilized. A polymer (p(NIPAM-co-AA)) obtained by copolymerizing N-isopropylacrylamide (NIPAM) as a temperature-responsive polymer and a monomer having a carboxylic acid as an anionic charge was immobilized on a glass substrate, and cells were detected by temperature response. It is a method of performing separation. However, when cell separation is performed using a cell separation substrate on which a copolymer having a lower critical solution temperature (LCST) is immobilized, such as p(NIPAM-co-AA), cells adsorbed to the substrate are desorbed. When separating, it is necessary to incline to a low temperature. Since the motility of cells decreases under low temperature conditions, it becomes difficult to detach cells, and as a result, there is a concern that the recovery rate of cells decreases. Furthermore, the NIPAM-based polymer has a lower critical solution temperature (LCST) and exhibits hydrophilicity under low temperature conditions, but exhibits hydrophobicity under high temperature conditions. Therefore, when cells are adsorbed to a substrate, high-temperature conditions are used, but non-specific adsorption is likely to occur due to the hydrophobicity of the polymer, and there is a concern that the purity of the separated cells will be low.

さらに特許文献2には温度応答性ポリマーとしてN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)ポリマーと電荷調節の役割としてアニオン性モノマーとを共重合したポリマーをガラス基板に固定し、温度応答により細胞分離を行う方法が開示されている。しかしながら上記p(NIPAM-co-AA)と同様に該ポリマーは下限臨界溶液温度(LCST)を有しているため、細胞を脱離しにくくなり、結果として細胞の回収率が低下する懸念がある。 Furthermore, in Patent Document 2, a polymer obtained by copolymerizing N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) polymer as a temperature-responsive polymer and an anionic monomer as a role of charge adjustment is fixed on a glass substrate, and cell separation is performed by temperature response. is disclosed. However, as with p(NIPAM-co-AA), the polymer has a lower critical solution temperature (LCST), which makes it difficult to detach cells, and as a result, there is a concern that the recovery rate of cells may decrease.

特許第4475847号公報Japanese Patent No. 4475847 特開2017-014323号公報JP 2017-014323 A

Colloids and Surfaces B,2020,185,p.110565Colloids and Surfaces B, 2020, 185, p. 110565

以上のように、特定の細胞を選択的に吸着でき、細胞を細胞分離用基材から脱離させやすく、さらには純度の高い細胞の得られる細胞分離用基材は知られていない。 As described above, a cell separation substrate capable of selectively adsorbing specific cells, easily detaching cells from the cell separation substrate, and capable of obtaining cells of high purity is not known.

本発明の課題は、特定の細胞を選択的に吸着でき、細胞を細胞分離用基材から脱離させやすく、さらには純度の高い細胞の得られる細胞分離用基材を提供することである。 An object of the present invention is to provide a substrate for cell separation that can selectively adsorb specific cells, easily detach the cells from the substrate for cell separation, and provide cells of high purity.

本発明者らは、上述の目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、特定の細胞を選択的に吸着するために電荷を有し、かつ温度変化による親疎変化が小さく、かつ上限臨界溶液温度(UCST)を有する共重合体を基材表面に固定した細胞分離用基材が上述の課題を解決できることを見出した。 The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above-mentioned objects, and found that they have an electric charge for selectively adsorbing specific cells, have a small change in affinity due to temperature changes, and have an upper critical solution temperature The present inventors have found that a substrate for cell separation in which a copolymer having (UCST) is immobilized on the surface of the substrate can solve the above problems.

すなわち、本発明は、少なくとも下記の[1]~[15]を提供する。
[1]
基材表面に少なくとも下記式(1)で表されるウレイド基含有構造の繰り返しであるウレイド基含有繰り返し配列Aと電荷含有繰り返し配列Bとを有し、上限臨界溶液温度(UCST)が4~50℃の範囲である共重合体が固定化された細胞分離用基材。
That is, the present invention provides at least the following [1] to [15].
[1]
The base material surface has at least a ureido group-containing repeating sequence A and a charge-containing repeating sequence B, which are repetitions of a ureido group-containing structure represented by the following formula (1), and has an upper critical solution temperature (UCST) of 4 to 50. A substrate for cell separation on which a copolymer having a temperature range of °C is immobilized.

Figure 2023006594000001
Figure 2023006594000001

(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、aは1~6の整数を表す。)
[2]
電荷含有繰り返し配列Bが下記式(2)で表される電荷含有構造の繰り返しである電荷含有繰り返し配列B’である上記[1]に記載の細胞分離用基材。
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 1 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, a is 1 to 6 represents an integer of
[2]
The substrate for cell separation according to [1] above, wherein the charge-containing repeating sequence B is a charge-containing repeating sequence B' that is a repetition of the charge-containing structure represented by the following formula (2).

Figure 2023006594000002
Figure 2023006594000002

(式(2)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、bは0~6の整数を表し、XはNH 、N(CH)H 、N(CH、N(CH 、S(CH 、COO、SO 、CSO およびPOから選択される基を表す。ただし、bが0のとき、Aは存在しない。)
[3]
XがNH 、N(CH)H 、N(CH、N(CH およびS(CH から選択される基である上記[2]に記載の細胞分離用基材。
[4]
がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であり、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHまたはN(CH である上記[3]に記載の細胞分離用基材。
[5]
が水素原子であり、Aが存在せず、aが1であり、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である上記[3]に記載の細胞分離用基材。
[6]
Xが、COO、SO 、CSO およびPOから選択される基である上記[2]に記載の細胞分離用基材。
[7]
がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であり、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである上記[6]に記載の細胞分離用基材。
[8]
上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ウレイド基含有繰り返し配列Aの存在比が、モル比で30%≦A<100%である上記[1]~[7]のいずれかに記載の細胞分離用基材。
[9]
上記共重合体が下記式(3)で表されるホスホリルコリン基含有構造の繰り返しであるホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cをさらに有する上記[1]~[8]のいずれかに記載の細胞分離用基材。
(In formula (2), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 2 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, b is 0 to 6 and X is NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + , N(CH 3 ) 2 H + , N(CH 3 ) 3 + , S(CH 3 ) 2 + , COO , SO 3 - represents a group selected from C 6 H 5 SO 3 - and PO 3 H - , provided that when b is 0, A 2 does not exist.)
[3]
[2] above, wherein X is a group selected from NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + , N(CH 3 ) 2 H + , N(CH 3 ) 3 + and S(CH 3 ) 2 + 3. The substrate for cell separation according to .
[4]
R 1 is a methyl group, A 1 is -(C=O)O-, a is 2, R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, The substrate for cell separation according to [3] above, wherein b is 2 and X is N(CH 3 ) 2 H + or N(CH 3 ) 3 + .
[5]
The above wherein R 1 is a hydrogen atom, A 1 is absent, a is 1, R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 1, and X is NH 3 + The substrate for cell separation according to [3].
[6]
The substrate for cell separation according to [2] above, wherein X is a group selected from COO - , SO 3 - , C 6 H 5 SO 3 - and PO 3 H - .
[7]
R 1 is a methyl group, A 1 is -(C=O)O-, a is 2, R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, X is COO - . The substrate for cell separation according to [6] above.
[8]
Any one of the above [1] to [7], wherein the abundance ratio of the ureido group-containing repeating sequence A in all the monomer units constituting the copolymer is 30% ≤ A < 100% in terms of molar ratio. Substrate for cell separation.
[9]
The substrate for cell separation according to any one of [1] to [8] above, wherein the copolymer further has a phosphorylcholine group-containing repeating sequence C that is a repetition of a phosphorylcholine group-containing structure represented by the following formula (3): .

Figure 2023006594000003
Figure 2023006594000003

(式(3)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、cは1~6の整数を表す。)
[10]
がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、cが2である上記[9]に記載の細胞分離用基材。
[11]
上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cの存在比が、モル比で0%<C≦20%である上記[9]または[10]に記載の細胞分離用基材。
[12]
上記共重合体の数平均分子量が1,000~5,000,000である上記[1]~[11]のいずれかに記載の細胞分離用基材。
[13]
上記基材の材質がガラス、シリコンまたはプラスチックである上記[1]~[12]のいずれかに記載の細胞分離用基材。
[14]
被分離細胞を含む細胞群から被分離細胞を分離するための方法であって、下記〔工程A〕、〔工程B〕および〔工程C〕を含むことを特徴とする細胞分離方法。
〔工程A〕
被分離細胞を含む細胞群を上記[1]~[13]のいずれかに記載の細胞分離用基材と接触させて、被分離細胞を上記細胞分離用基材に吸着させる工程
〔工程B〕
上記細胞分離用基材に吸着された被分離細胞を洗浄する工程
〔工程C〕
温度変化により、被分離細胞を上記細胞分離用基材から脱離させる工程
[15]
上記〔工程C〕中、温度変化が上記細胞分離用基材の表面に固定化されている共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)以下の温度から上限臨界溶液温度(UCST)以上の温度まで加温することである上記[14]に記載の細胞分離方法。
(In formula (3), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 3 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, c is 1 to 6 represents an integer of
[10]
The substrate for cell separation according to [9] above, wherein R 3 is a methyl group, A 3 is —(C═O)O—, and c is 2.
[11]
For cell separation according to [9] or [10] above, wherein the abundance ratio of the phosphorylcholine group-containing repeating sequence C in all monomer units constituting the copolymer is 0% < C ≤ 20% in molar ratio Base material.
[12]
The substrate for cell separation according to any one of [1] to [11] above, wherein the copolymer has a number average molecular weight of 1,000 to 5,000,000.
[13]
The substrate for cell separation according to any one of [1] to [12] above, wherein the material of the substrate is glass, silicon or plastic.
[14]
A cell separation method for separating cells to be separated from a cell group containing cells to be separated, comprising the following [step A], [step B] and [step C].
[Step A]
A step of contacting a cell group containing cells to be separated with the substrate for cell separation according to any one of [1] to [13] above to adsorb the cells to be separated to the substrate for cell separation [Step B]
A step of washing the cells to be separated adsorbed to the substrate for cell separation [Step C]
Detaching the cells to be separated from the cell separation substrate by temperature change [15]
During the above [Step C], the temperature changes from a temperature below the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer immobilized on the surface of the cell separation substrate to a temperature above the upper critical solution temperature (UCST). The cell separation method according to [14] above, which is heating.

本発明によると、特定の細胞を選択的に吸着でき、細胞を細胞分離用基材から脱離させやすく、さらには純度の高い細胞の得られる細胞分離用基材を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a cell separation substrate capable of selectively adsorbing specific cells, allowing the cells to be easily detached from the cell separation substrate, and yielding cells of high purity.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention are described in detail below.

<共重合体>
上記共重合体は、少なくとも下記式(1)で表されるウレイド基含有構造の繰り返しであるウレイド基含有繰り返し配列Aと下記式(2)で表される電荷含有構造の繰り返しである電荷含有繰り返し配列B’などの電荷含有繰り返し配列Bとを有し、上限臨界溶液温度(UCST)が4~50℃の範囲である共重合体のことである。
<Copolymer>
The copolymer comprises at least a ureido group-containing repeating sequence A which is a repetition of a ureido group-containing structure represented by the following formula (1) and a charge-containing repeat which is a repetition of a charge-containing structure represented by the following formula (2). A copolymer having a charge-bearing repeat sequence B, such as sequence B', and an upper critical solution temperature (UCST) in the range of 4-50°C.

Figure 2023006594000004
Figure 2023006594000004

(上記式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、aは1~6の整数を表す。また上記式(2)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、bは0~6の整数を表し、XはNH 、N(CH)H 、N(CH、N(CH 、S(CH 、COO、SO 、CSO およびPOから選択される基を表す。)
なお、本明細書でいう「構造の繰り返し」は、当該構造の連続した繰り返しである場合の他、断続的な繰り返しも指す。
(In the above formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 1 does not exist or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, a is 1 to represents an integer of 6. In the above formula (2), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and A 2 is absent or -(C=O)O- or -(C=O)NH- where b is an integer of 0 to 6, X is NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + , N(CH 3 ) 2 H + , N(CH 3 ) 3 + , S(CH 3 ) 2 + , COO - , SO 3 - , C 6 H 5 SO 3 - and PO 3 H - .)
In this specification, "repeating a structure" refers not only to continuous repetition of the structure, but also to intermittent repetition.

また、上記ウレイド基含有繰り返し配列A中のそれぞれの式(1)で表されるウレイド基含有構造におけるR、Aおよびa、並びに上記電荷含有繰り返し配列B中のそれぞれの式(2)で表される電荷含有構造におけるR、A、bおよびXは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。 In addition, R 1 , A 1 and a in the ureido group-containing structure represented by each formula (1) in the ureido group-containing repeating sequence A, and each formula (2) in the charge-containing repeating sequence B Each of R 2 , A 2 , b and X in the depicted charge containing structure may be the same or different.

上記式(1)において、Aが存在しないとは上記式(1)中、Aの上部の炭素(C)とAの下部の(CHとが直接単結合していることを示している。 In the above formula (1), the absence of A 1 means that the upper carbon (C) of A 1 and the lower (CH 2 ) a of A 1 are directly single bonded in the above formula (1). is shown.

上記式(1)において、aは1~6の整数を表すが、好ましくは1~4であり、例えば1または2である。 In the above formula (1), a represents an integer of 1-6, preferably 1-4, for example 1 or 2.

上記ウレイド基含有繰り返し配列Aとしては、例えばRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)NH-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)NH-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rが水素原子であり、Aが存在せず、aが1であるウレイド基含有繰り返し配列Aなどが挙げられるが、共重合性の観点からRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列A、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)NH-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列AまたはRが水素原子であり、Aが存在せず、aが1であるウレイド基含有繰り返し配列Aが好ましく、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であるウレイド基含有繰り返し配列AまたはRが水素原子であり、Aが存在せず、aが1であるウレイド基含有繰り返し配列Aがより好ましい。 As the ureido group-containing repeating sequence A, for example, R 1 is a methyl group, A 1 is —(C═O)O—, and a is 2, and R 1 is a hydrogen atom. and A 1 is -(C=O)O-, and a is 2, the ureido group-containing repeating sequence A, R 1 is a methyl group, and A 1 is -(C=O)NH- , a is 2 ureido group-containing repeating sequence A, R 1 is a hydrogen atom, A 1 is -(C=O)NH-, a is 2 ureido group-containing repeating sequence A, R 1 is A ureido group-containing repeating sequence A is a hydrogen atom, A 1 is absent, and a is 1. From the viewpoint of copolymerizability, R 1 is a methyl group, and A 1 is -(C= O) a ureido group-containing repeating sequence A wherein a is 2, and a ureido group-containing repeating sequence where R 1 is a hydrogen atom, A 1 is -(C=O)O- and a is 2 Sequence A, R 1 is a hydrogen atom, A 1 is —(C═O)NH—, a is 2, the ureido group-containing repeating sequence A or R 1 is a hydrogen atom, and A 1 is not present A ureido group-containing repeating sequence A in which a is 1 is preferred, R 1 is a methyl group, A 1 is -(C=O) O-, and a is 2, or A ureido group-containing repeating sequence A in which R 1 is a hydrogen atom, A 1 is absent, and a is 1 is more preferable.

上記式(2)において、Aが存在しないとは上記式(2)中、Aの上部の炭素(C)とAの下部の(CHとが直接単結合していることを示している。 In the above formula (2), the absence of A 2 means that the upper carbon (C) of A 2 and the lower (CH 2 ) b of A 2 are directly single bonded in the above formula (2). is shown.

上記式(2)において、bは0~6の整数を表すが、好ましくは0~4であり、例えば0、1または2である。 In the above formula (2), b represents an integer of 0-6, preferably 0-4, for example 0, 1 or 2.

上記式(2)において、Xがカチオン性の場合は、合成の容易さから該XはNH 、N(CH)H 、N(CHまたはN(CH であるのが好ましく、NH 、N(CH)H またはN(CHであるのがより好ましい。また、Xがアニオン性の場合は、合成の容易さから該XはCOO、SO またはCSO であるのが好ましく、COOまたはSO であるのがより好ましい。 In the above formula (2), when X is cationic, said X is NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + , N(CH 3 ) 2 H + or N(CH 3 ) for ease of synthesis. It is preferably 3 + , more preferably NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + or N(CH 3 ) 2 H + . When X is anionic, it is preferably COO - , SO 3 - or C 6 H 5 SO 3 - , more preferably COO - or SO 3 - for ease of synthesis. .

上記電荷含有繰り返し配列Bとしては、例えばRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(AEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHである電荷含有繰り返し配列B(DMAEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CH である電荷含有繰り返し配列B(コリンメタクリレート)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがS(CH である電荷含有繰り返し配列B(三級スルホニウムメタクリレート)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである電荷含有繰り返し配列B(アクリル酸)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがCOOである電荷含有繰り返し配列B(カルボキシルエチルメタクリレート)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがSO である電荷含有繰り返し配列B(スルホン酸エチルメタクリレート)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)NH-であり、bが2であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アミノエチルメタクリルアミド)、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)NH-であり、bが2であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アミノエチルアクリルアミド)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アリルアミン)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCSO である電荷含有繰り返し配列B(スチレンスルホン酸)などが挙げられるが、共重合性の観点からRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(AEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHである電荷含有繰り返し配列B(DMAEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CH である電荷含有繰り返し配列B(コリンメタクリレート)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである電荷含有繰り返し配列B(アクリル酸)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アリルアミン)またはRが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCSO である電荷含有繰り返し配列B(スチレンスルホン酸)が好ましく、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(AEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHである電荷含有繰り返し配列B(DMAEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CH である電荷含有繰り返し配列B(コリンメタクリレート)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである電荷含有繰り返し配列B(アクリル酸)またはRが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アリルアミン)がより好ましく、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHである電荷含有繰り返し配列B(DMAEMA)、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CH である電荷含有繰り返し配列B(コリンメタクリレート)、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである電荷含有繰り返し配列B(アクリル酸)またはRが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である電荷含有繰り返し配列B(アリルアミン)が特に好ましい。 As the charge-containing repeating sequence B, for example, R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2, and X is NH 3 + . ( AEMA ) , a charge - bearing repeat sequence B ( DMAEMA), a charge-bearing repeat sequence B (choline methacrylate), where R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2, and X is N(CH 3 ) 3 + ) , a charge - bearing repeat sequence B ( tertiary sulfonium methacrylate), a charge - bearing repeat sequence B (acrylic acid) in which R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, and X is COO-, R 2 is a methyl group, and A 2 is -(C=O)O-, b is 2, X is COO- , a charge-bearing repeat sequence B (carboxylethyl methacrylate), R 2 is a methyl group, and A 2 is -(C= O) a charge-bearing repeat sequence B (ethyl sulfonate methacrylate) where O-, b is 2 and X is SO - , R 2 is a methyl group and A 2 is -(C=O)NH -, b is 2, X is NH 3 + , a charge-bearing repeat sequence B (aminoethyl methacrylamide), R 2 is a hydrogen atom, and A 2 is -(C=O)NH- , a charge-bearing repeat sequence B (aminoethylacrylamide) where b is 2 and X is NH 3 + , R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 1 and X is NH 3 A charge - bearing repeat sequence B (allylamine) where R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, and X is C 6 H 5 SO 3 . styrene sulfonic acid), etc. From the viewpoint of copolymerizability, R 2 is a methyl group, A 2 is —(C═O)O—, b is 2, and X is NH 3 + . A charge-bearing repeat sequence B (AEMA), where R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2, and X is N(CH 3 ) 2 H + Charge-bearing repeat sequence B (DMAEMA), R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2, X is N(CH 3 ) 3 + , charge-bearing repeat sequence B (choline methacrylate), R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, and X is COO- , charge-bearing repeat sequence B (acrylic acid ), a charge-bearing repeat sequence B (allylamine) wherein R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 1 and X is NH 3 + or R 2 is a hydrogen atom and A 2 is A charge-bearing repeat sequence B (styrene sulfonic acid) is preferred, wherein B is absent, b is 0, X is C 6 H 5 SO 3 , R 2 is a methyl group, and A 2 is — (C═O ) O-, b is 2 , X is NH + , a charge-bearing repeat sequence B (AEMA), R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, A charge-bearing repeat sequence B (DMAEMA) where b is 2 and X is N(CH 3 ) 2 H + , R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2 and X is N(CH 3 ) 3 + , R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0 and X is COO a charge - bearing repeat sequence B (acrylic acid) wherein R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 1, and X is NH 3 + (allylamine) More preferably, the charge - bearing repeat sequence B ( DMAEMA ), a charge-bearing repeat sequence B (choline methacrylate) where R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, b is 2, and X is N(CH 3 ) 3 + , R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, and X is COO- , a charge-containing repeat sequence B (acrylic acid) or R 2 is a hydrogen atom, A 2 is present and especially preferred is the charge-bearing repeat sequence B (allylamine) in which b is 1 and X is NH 3 + .

上記共重合体における各繰り返し配列のモル比としては要求される性能が発揮されるように適宜決定できるが、上限臨界温度を4~50℃の範囲にするためには上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ウレイド基含有繰り返し配列Aの存在比が、モル比で30%≦A<100%の範囲にあることが好ましい。より好ましくは50%≦A<100%の範囲内にあり、50%≦A≦98%の範囲内にあることが特に好ましい。 The molar ratio of each repeating sequence in the above copolymer can be appropriately determined so as to exhibit the required performance. The abundance ratio of the ureido group-containing repeating sequence A in all monomer units is preferably in the range of 30%≦A<100% in terms of molar ratio. It is more preferably within the range of 50%≦A<100%, and particularly preferably within the range of 50%≦A≦98%.

上記共重合体は下記式(3)で表されるホスホリルコリン基含有構造の繰り返しであるホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cをさらに有してもよい。上記共重合体にホスホリルコリン基を導入することで、上記共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)を制御しやすくなるほか、細胞分離に使用する際に親水性が向上し、不要な細胞の非特異吸着を抑制しやすくなる。 The above copolymer may further have a phosphorylcholine group-containing repeating sequence C, which is a repetition of a phosphorylcholine group-containing structure represented by the following formula (3). By introducing a phosphorylcholine group into the copolymer, in addition to making it easier to control the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer, hydrophilicity is improved when used for cell separation, and unnecessary cells are non-existent. It becomes easier to suppress specific adsorption.

Figure 2023006594000005
Figure 2023006594000005

(上記式(3)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、cは1~6の整数を表す。) (In the above formula (3), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 3 does not exist or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, c is 1 to represents an integer of 6.)

上記式(3)において、Aが存在しないとは上記式(3)中、Aの上部の炭素(C)とAの下部の(CHとが直接単結合していることを示している。 In the above formula (3), the absence of A 3 means that the upper carbon (C) of A 3 and the lower (CH 2 ) c of A 3 are directly single bonded in the above formula (3). is shown.

上記式(3)において、cは1~6の整数を表すが、好ましくは1~4であり、例えば1または2である。 In the above formula (3), c represents an integer of 1-6, preferably 1-4, for example 1 or 2.

上記ホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cとしては、例えばRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、cが2であるホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cなどが挙げられる。 Examples of the phosphorylcholine group-containing repeating sequence C include a phosphorylcholine group-containing repeating sequence C in which R 3 is a methyl group, A 3 is -(C=O)O-, and c is 2.

上記ホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cの含有量としては、要求される性能が発揮されるように適宜決定できるが、上限臨界温度を4~50℃の範囲にするためには上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cの存在比が、モル比で0%<C≦20%の範囲にあることが好ましい。より好ましくは0%<C≦15%の範囲内にあり、0%<C≦10%の範囲内にあることが特に好ましい。 The content of the phosphorylcholine group-containing repeating sequence C can be appropriately determined so as to exhibit the required performance. It is preferable that the abundance ratio of the phosphorylcholine group-containing repeating sequence C in all monomer units is in the range of 0%<C≦20% in terms of molar ratio. It is more preferably within the range of 0%<C≦15%, and particularly preferably within the range of 0%<C≦10%.

上記共重合体は他のモノマーとの共重合体であってもよい。他のモノマーの種類としては細胞分離の効率を向上させるために適宜選択可能である。上限臨界溶液温度(UCST)を下げるためには、親水性モノマー、例えばグリセロール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルホスフェート、N-メチルカルボキシベタイン(メタ)アクリレート、N-メチルスルホベタイン(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N’-ジメチルアクリルアミド、S-メチルスルホニウムカルボン酸(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、アリルアルコールアクリロニトリル、アクロレイン、ビニルスルホン酸ナトリウム、N-ビニルピロリドン、イタコン酸、マレイン酸などが挙げられ、上限臨界温度(UCST)の調節効果の大きいモノマーとしてはN-メチルカルボキシベタイン(メタ)アクリレート、N-メチルスルホベタイン(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、S-メチルスルホニウムカルボン酸(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートまたはポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートが好ましく、N-メチルカルボキシベタイン(メタ)アクリレート、N-メチルスルホベタイン(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートまたはポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレートが特に好ましい。上限臨界溶液温度(UCST)を上げるためには、疎水性モノマー、例えばn-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、酢酸ビニル、スチレン、クロロスチレン、ビニルフェノール、ビニルシンナメート、塩化ビニル、ビニルブロミド、ブタジエン、ビニレンカーボネート、イタコン酸エステル、フマル酸エステル、マレイン酸エステルなどが挙げられ、上限臨界温度(UCST)の調節効果の大きいモノマーとしてはn-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレートまたはN-イソプロピル(メタ)アクリルアミドが好ましく、n-ブチル(メタ)アクリレートまたはN-イソプロピル(メタ)アクリルアミドがより好ましい。さらに、細胞分離において、特定の細胞を認識するリガンドを結合させるためのモノマーも使用できる。例えば、(メタ)アクリル酸プロパルギル、アジドプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸スクシンイミド、(メタ)アクリル酸、アミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸イソシアネート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどが好ましく、リガンドとの結合性の容易さから(メタ)アクリル酸プロパルギル、アジドプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸スクシンイミドまたは(メタ)アクリル酸イソシアネートが好ましく、(メタ)アクリル酸プロパルギル、アジドプロピル(メタ)アクリレートまたは(メタ)アクリル酸スクシンイミドが特に好ましい。また、他のモノマーの配合量は任意であり、適宜選択できるが、上記共重合体の性能を十分に引き出すためには、配合される上記他のモノマーが、全モノマー中、20モル%以下であることが好ましく、15モル%以下であることがより好ましく、10モル%以下であることがさらに好ましい。 The above copolymers may be copolymers with other monomers. Other types of monomers can be appropriately selected in order to improve the efficiency of cell separation. To lower the upper critical solution temperature (UCST), hydrophilic monomers such as glycerol (meth)acrylate, (meth)acryloyloxyethyl phosphate, N-methylcarboxybetaine (meth)acrylate, N-methylsulfobetaine (meth) Acrylate, aminoethyl (meth)acrylate, N,N'-dimethylacrylamide, S-methylsulfonium carboxylic acid (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate ) acrylate, allyl alcohol acrylonitrile, acrolein, sodium vinyl sulfonate, N-vinylpyrrolidone, itaconic acid, maleic acid, etc., and a monomer having a large effect of adjusting the upper critical temperature (UCST) is N-methylcarboxybetaine (meth ) acrylate, N-methylsulfobetaine (meth)acrylate, aminoethyl (meth)acrylate, S-methylsulfonium carboxylic acid (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate or polyethylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate are preferred, and N -Methylcarboxybetaine (meth)acrylate, N-methylsulfobetaine (meth)acrylate, aminoethyl (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate or polyethylene glycol monomethyl ether (meth)acrylate are particularly preferred. To raise the upper critical solution temperature (UCST), hydrophobic monomers such as n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, N-isopropyl (meth)acrylate, ) acrylamide, vinyl acetate, styrene, chlorostyrene, vinyl phenol, vinyl cinnamate, vinyl chloride, vinyl bromide, butadiene, vinylene carbonate, itaconic acid ester, fumaric acid ester, maleic acid ester, etc., and the upper critical temperature (UCST ) is preferably n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate or N-isopropyl (meth)acrylamide, and n-butyl ( More preferred are meth)acrylates or N-isopropyl(meth)acrylamides. Furthermore, monomers for binding ligands that recognize specific cells in cell separation can also be used. For example, propargyl (meth)acrylate, azidopropyl (meth)acrylate, succinimide (meth)acrylate, (meth)acrylic acid, aminoethyl (meth)acrylate, isocyanate (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, etc. is preferable, and propargyl (meth)acrylate, azidopropyl (meth)acrylate, succinimide (meth)acrylate or isocyanate (meth)acrylate is preferable from the viewpoint of ease of binding with the ligand, propargyl (meth)acrylate, azide Propyl (meth)acrylate or succinimide (meth)acrylate are particularly preferred. In addition, the amount of other monomers to be blended is arbitrary and can be selected as appropriate, but in order to fully bring out the performance of the copolymer, the other monomers to be blended should be 20 mol% or less in all the monomers. preferably 15 mol % or less, and even more preferably 10 mol % or less.

上記共重合体の分子量としては、要求される性能が発揮しうるように重合条件等を調整して適宜決定できるが、通常、数平均分子量で1,000~5,000,000程度であり、上記共重合体を固定化した細胞分離用基材を作製する場合、細胞分離の効率を上げるためには2,000~2,000,000が好ましく、2,000~1,000,000がより好ましい。上記共重合体の分子量が数平均分子量で1,000以上の場合、温度応答による細胞の脱離がよりしやすくなり、5,000,000以下の場合は細胞分離用基材に被分離細胞をより吸着させやすくなる。 The molecular weight of the copolymer can be appropriately determined by adjusting the polymerization conditions and the like so that the required performance can be exhibited. When producing a cell separation substrate in which the above copolymer is immobilized, it is preferably 2,000 to 2,000,000, more preferably 2,000 to 1,000,000, in order to increase the efficiency of cell separation. preferable. When the molecular weight of the copolymer is 1,000 or more in terms of number average molecular weight, the detachment of cells due to temperature response becomes easier, and when it is 5,000,000 or less, cells to be separated are attached to the cell separation substrate. Easier to absorb.

<共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)>
上記上限臨界溶液温度(UCST)とは、上記共重合体が水や培地中で不溶化し不溶相を形成する温度と、上記共重合体が水や培地中で溶解し溶解相を形成する温度との境界温度のことであり、上記共重合体を少なくとも1mMの濃度で水や培地に溶解し、降温させながら石英セル中で500nmの可視光の透過率を測定し、当該共重合体が完全に溶解しているときの清澄溶液の可視光の透過率を100%とした場合に、これを降温したときに該透過率が減少し始める温度として求めることができる。上限臨界溶液温度(UCST)は特に限定されないが、細胞培養に適した温度である必要があるため、2~60℃、好ましくは3~50℃、より好ましくは4~50℃の範囲である。
<Upper critical solution temperature (UCST) of copolymer>
The upper critical solution temperature (UCST) is the temperature at which the copolymer becomes insoluble in water or medium and forms an insoluble phase, and the temperature at which the copolymer dissolves in water or medium and forms a dissolved phase. The boundary temperature of the copolymer is dissolved in water or a medium at a concentration of at least 1 mM, the transmittance of visible light at 500 nm is measured in a quartz cell while the temperature is lowered, and the copolymer is completely It can be determined as the temperature at which the visible light transmittance of the clear solution when dissolved is 100% and the transmittance starts to decrease when the temperature is lowered. The upper critical solution temperature (UCST) is not particularly limited, but it must be a temperature suitable for cell culture, so it is in the range of 2 to 60°C, preferably 3 to 50°C, more preferably 4 to 50°C.

<共重合体の製造方法1>
上記共重合体は例えば下記式(4)で表されるウレイドモノマーと下記式(5)で表される電荷モノマーをラジカル重合することによって製造することができる。
<Copolymer production method 1>
The above copolymer can be produced, for example, by radically polymerizing a ureido monomer represented by the following formula (4) and a charged monomer represented by the following formula (5).

Figure 2023006594000006
Figure 2023006594000006

(上記式(4)中、R、Aおよびaは、それぞれ前記と同義である。また上記式(5)中、R、A、bおよびXは、それぞれ前記と同義である。) (In Formula (4) above, R 1 , A 1 and a have the same meanings as above. In Formula (5) above, R 2 , A 2 , b and X have the same meanings as above. )

上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマーのラジカル重合においては、他のモノマーとの共重合も可能である。 Copolymerization with other monomers is also possible in the radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer.

上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合は、バルク重合も可能であるが、溶媒を加えて重合に供することもできる。また、溶媒としては上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)が溶解するものであれば特に限定されず、一般的な溶媒が使用可能である。例えばアセトン、ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、アニソール、トルエン、アセトニトリル、ジメチルアセトアミドなどの極性非プロトン性溶媒、メタノール、エタノール(EtOH)、2-プロパノール、水などの極性プロトン溶媒性溶媒、これらの混合液から選択される。 Radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer (and other monomers) can be bulk polymerization, but it is also possible to add a solvent and subject the polymerization to polymerization. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the ureido monomer and the charged monomer (and the other monomers), and common solvents can be used. Polar aprotic solvents such as, for example, acetone, dioxane, N,N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), anisole, toluene, acetonitrile, dimethylacetamide, methanol, ethanol (EtOH), 2 - polar protic solvents such as propanol, water, and mixtures thereof.

上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合は、熱重合または光重合により行うことができる。上記熱重合は、例えばラジカル開始剤を用いて行うことができる。熱重合開始剤としては、例えば、過酸化物系ラジカル開始剤(過酸化ベンゾイル、過硫酸アンモニウム等)、または、アゾ系ラジカル開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’-アゾビス-ジメチルバレロニトリル(ADVN)等)、2,2’-アゾビスシアノ吉草酸(ACVA)、アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(VA-044)、水溶性あるいは油溶性のレドックス系ラジカル開始剤(ジメチルアニリンと過酸化ベンゾイルからなる)などが使用できる。ラジカル開始剤の使用量は、上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)の合計100質量部に対して通常0.01から10質量部が好ましい。重合温度および重合時間はラジカル開始剤の種類や他のモノマーの有無や種類などによって適宜選択して決定することができる。例えば、上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合をAIBNを用いて行う場合等において、重合温度は40~90℃、重合時間は2~48時間程度が適当である。 Radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer (and the other monomer) can be carried out by thermal polymerization or photopolymerization. The thermal polymerization can be performed using, for example, a radical initiator. Thermal polymerization initiators include, for example, peroxide-based radical initiators (benzoyl peroxide, ammonium persulfate, etc.), or azo-based radical initiators (azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis -dimethylvaleronitrile (ADVN), etc.), 2,2′-azobiscyanovaleric acid (ACVA), azobis[2-(2-imidazolin-2-yl)propane] dihydrochloride (VA-044), water-soluble or oil A soluble redox radical initiator (composed of dimethylaniline and benzoyl peroxide) can be used. The amount of the radical initiator to be used is preferably 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the ureido monomer and the charged monomer (and the other monomer). The polymerization temperature and polymerization time can be appropriately selected and determined depending on the type of radical initiator and the presence and type of other monomers. For example, when the ureido monomer and the charged monomer (and the other monomer) are radically polymerized using AIBN, a polymerization temperature of 40 to 90° C. and a polymerization time of about 2 to 48 hours are appropriate.

上記光重合は、例えば、波長254nmの紫外線(UV)または加速電圧150~300kVの電子線(EB)照射等により実施することができる。この際、光重合開始剤の使用は任意であるが、反応時間の点からは使用することが好ましい。光重合開始剤としては2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトンなどが挙げられるが、溶解性等の点から2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノンが好ましく挙げられる。 The photopolymerization can be carried out, for example, by ultraviolet (UV) radiation with a wavelength of 254 nm or electron beam (EB) radiation with an acceleration voltage of 150 to 300 kV. At this time, the use of a photopolymerization initiator is optional, but it is preferable to use it in terms of reaction time. Examples of photopolymerization initiators include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone and 1-hydroxy-cyclohexylphenyl ketone. -Phenyl-1-propanone is preferred.

上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合においては、連鎖移動剤を用いることもできる。上記連鎖移動剤としては2-メルカプトエタノール、1-メルカプト-2-プロパノール、3-メルカプト-1-プロパノール、p-メルカプトフェノール、メルカプト酢酸、2-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトニコチン酸などが挙げられる。 A chain transfer agent can also be used in the radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer (and the other monomer). Examples of chain transfer agents include 2-mercaptoethanol, 1-mercapto-2-propanol, 3-mercapto-1-propanol, p-mercaptophenol, mercaptoacetic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, 2-mercapto nicotinic acid and the like.

上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合はリビングラジカル重合法により行うことも可能であり、具体的には原子移動ラジカル重合法(ATRP法)、可逆的付加開裂連鎖移動重合法(RAFT重合法)およびニトロキシドを介した重合法(NMP法)などが利用可能である。特に本発明の細胞分離用基材への固定化用途では金属を使用せず、酵素活性を低下させないといった理由で可逆的付加開裂連鎖移動重合法(RAFT重合法)や基板表面から直接高分子を修飾できる原子移動ラジカル重合法(ATRP法)が好ましい。 Radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer (and other monomers) can also be carried out by a living radical polymerization method, specifically an atom transfer radical polymerization method (ATRP method), reversible addition-fragmentation chain transfer. A polymerization method (RAFT polymerization method), a nitroxide-mediated polymerization method (NMP method), and the like can be used. In particular, in the immobilization application to the substrate for cell separation of the present invention, no metal is used and the enzyme activity is not lowered. Modifiable atom transfer radical polymerization (ATRP) is preferred.

上記RAFT重合法としては公知の方法が利用可能であり、例えばWO99/31144、WO98/01478および米国特許第6,153,705号などに記載されている方法が有効である。RAFT重合を用いて、上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマー(および上記他のモノマー)のラジカル重合を行う場合、通常のラジカル重合にRAFT剤を添加することで行うことができる。上記RAFT剤としては4-シアノペンタン酸ジチオベンゾエート、2-シアノ-2-プロピルベンゾジチオエート、ベンジルベンゾジチオエート、2-フェニル-2-プロピルベンゾジチオエート、メチル2-フェニル-2-(フェニル-カルボノチオイルチオ)アセテート、4-シアノ-4-(フェニルカルボノチオイルチオ)ペンタン酸N-スクシンイミジルエステル、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタン酸、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタノール、2-シアノ-2-プロピルドデシルトリチオカーボネート、2-(ドデシルチオカルボニルチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタン酸ポリエチレングリコールメチルエーテルエステル、2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸-3-アジド-1-プロパノールエステル、ベンジル1H-ピロール-1-カルボジチオエート、2-シアノプロパン-2-イル-N-メチル-N-ピリジン4-イルカルボジチオエート、プロピオン酸エチル-2-エチルザンテートなどから選択されるが、上記ウレイドモノマーと電荷モノマー(および上記他のモノマー)の重合制御の観点から、4-シアノペンタン酸ジチオベンゾエート、4-シアノ-4-(フェニルカルボノチオイルチオ)ペンタン酸N-スクシンイミジルエステル、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタン酸、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタノールまたは2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)-2-メチルプロピオン酸-3-アジド-1-プロパノールエステルが好ましい。 A known method can be used as the RAFT polymerization method, and the methods described in, for example, WO99/31144, WO98/01478 and US Pat. No. 6,153,705 are effective. Radical polymerization of the ureido monomer and the charged monomer (and other monomers) using RAFT polymerization can be carried out by adding a RAFT agent to ordinary radical polymerization. Examples of the RAFT agent include 4-cyanopentanoic dithiobenzoate, 2-cyano-2-propylbenzodithioate, benzylbenzodithioate, 2-phenyl-2-propylbenzodithioate, methyl 2-phenyl-2-(phenyl- carbonothioylthio)acetate, 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio)pentanoic acid N-succinimidyl ester, 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl)sulfanylpentanoic acid, 4-cyano- 4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl)sulfanylpentanol, 2-cyano-2-propyldodecyltrithiocarbonate, 2-(dodecylthiocarbonylthioylthio)-2-methylpropionic acid, 4-cyano-4-(dodecyl sulfanyl-thiocarbonyl)sulfanylpentanoic acid polyethylene glycol methyl ether ester, 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionic acid-3-azido-1-propanol ester, benzyl 1H-pyrrole-1-carbodithioate , 2-cyanopropan-2-yl-N-methyl-N-pyridin-4-yl carbodithioate, ethyl-2-ethyl propionate-2-ethylxanthate, etc., but the above ureido monomers and charged monomers (and above other monomer), 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate, 4-cyano-4-(phenylcarbonothioylthio) pentanoic acid N-succinimidyl ester, 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl- thiocarbonyl)sulfanylpentanoic acid, 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl)sulfanylpentanol or 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropionic acid-3-azido-1-propanol ester preferable.

上記ATRP法としては公知の方法が利用可能であり、上記ATRP法により上記共重合体を合成した後に基材に修飾してもよく、ATRP開始剤を有する基材表面から直接上記共重合体を重合してもよい。ATRP法において用いられる触媒は、特に限定されず、ATRP法において通常使用されるものの中から幅広く選択できる。触媒として、例えば遷移金属錯体を用いることができる。遷移金属錯体は特に限定されず、幅広く選択できる。例えば、以下に示す遷移金属塩と配位子をそれぞれ適宜選び出して組み合わせることができる。
上記ATRP開始剤としては、特に限定されるものではないが、1-トリメトキシシリル-2-(p-クロロメチルフェニル)エタン、4-(クロロメチル)フェニルトリメトキシシラン、1-トリクロロシリル-2-(m-クロロメチルフェニル)エタン、1-トリクロロシリル-2-(p-クロロメチルフェニル)エタン、2-(4-クロロスルホニルフェニル)エチルトリメトキシシラン、(3-(2-ブロモイソブチリル)プロピル)トリメトキシシラン、2-ブロモ-2-メチルプロパン酸3-(トリクロロシリル)プロピル、2-ブロモ-2-メチルプロパン酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、2-ブロモ-2-メチル-N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]プロパナミド、2-ブロモ-2-メチル-N-[3-(トリエトキシシリル)プロピル]プロパナミド、臭化2-ブロモ-2-メチルプロピオニル、2-t-ブトキシカルボニル-2-ブロモプロパン、2-ブロモ-2-メチルプロピオン酸エチル、クロロメチルキシレン、1-ブロモエチルベンゼン、1-クロロエチルベンゼン、2-ブロモイソ酪酸2-ヒドロキシエチル、2,2-ジクロロアセトフェノン、2-クロロプロピオン酸メチル、ブロモメチルアセテート、ブロモエチルアセテート、2-ブロモイソ酪酸エチル、ブロモアセトニトリル、2-ブロモイソブチリルブロミド、ジエチルmeso-2,5-ジブロモアジペートなどが挙げられるが、上記ウレイドモノマーと電荷モノマー(および上記他のモノマー)の重合制御の観点から1-トリメトキシシリル-2-(p-クロロメチルフェニル)エタン、4-(クロロメチル)フェニルトリメトキシシラン、1-トリクロロシリル-2-(p-クロロメチルフェニル)エタン、2-ブロモ-2-メチルプロパン酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、2-ブロモ-2-メチル-N-[3-(トリメトキシシリル)プロピル]プロパナミド、クロロメチルキシレンまたは2-ブロモイソ酪酸エチルが好ましい。簡便な方法として、2-ブロモプロピオニルブロミドをドーパミンと反応させて得られる物質や2-ブロモプロピオニルブロミドを3-アミノプロピルトリメトキシシランや3-アミノプロピルトリエトキシシランと反応させて得られる物質を使用して、基材表面修飾することにより、ATRP開始剤として使用することもできる。
A known method can be used as the ATRP method, and after the copolymer is synthesized by the ATRP method, the substrate may be modified, and the copolymer is directly applied from the surface of the substrate having the ATRP initiator. may be polymerized. The catalyst used in the ATRP method is not particularly limited, and can be widely selected from those commonly used in the ATRP method. A transition metal complex, for example, can be used as a catalyst. The transition metal complex is not particularly limited and can be selected widely. For example, the following transition metal salts and ligands can be appropriately selected and combined.
Examples of the ATRP initiator include, but are not limited to, 1-trimethoxysilyl-2-(p-chloromethylphenyl)ethane, 4-(chloromethyl)phenyltrimethoxysilane, 1-trichlorosilyl-2 -(m-chloromethylphenyl)ethane, 1-trichlorosilyl-2-(p-chloromethylphenyl)ethane, 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyltrimethoxysilane, (3-(2-bromoisobutyryl) ) propyl)trimethoxysilane, 3-(trichlorosilyl)propyl 2-bromo-2-methylpropanoate, 3-(trimethoxysilyl)propyl 2-bromo-2-methylpropanoate, 2-bromo-2-methyl- N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]propanamide, 2-bromo-2-methyl-N-[3-(triethoxysilyl)propyl]propanamide, 2-bromo-2-methylpropionyl bromide, 2-t -butoxycarbonyl-2-bromopropane, ethyl 2-bromo-2-methylpropionate, chloromethylxylene, 1-bromoethylbenzene, 1-chloroethylbenzene, 2-hydroxyethyl 2-bromoisobutyrate, 2,2-dichloroacetophenone, methyl 2-chloropropionate, bromomethyl acetate, bromoethyl acetate, ethyl 2-bromoisobutyrate, bromoacetonitrile, 2-bromoisobutyryl bromide, diethyl meso-2,5-dibromoadipate, etc., but the above ureido monomers 1-trimethoxysilyl-2-(p-chloromethylphenyl)ethane, 4-(chloromethyl)phenyltrimethoxysilane, 1-trichlorosilyl-2 from the viewpoint of polymerization control of and charged monomers (and other monomers above) -(p-chloromethylphenyl)ethane, 3-(trimethoxysilyl)propyl 2-bromo-2-methylpropanoate, 2-bromo-2-methyl-N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]propanamide, Chloromethylxylene or ethyl 2-bromoisobutyrate are preferred. As a simple method, a substance obtained by reacting 2-bromopropionyl bromide with dopamine or a substance obtained by reacting 2-bromopropionyl bromide with 3-aminopropyltrimethoxysilane or 3-aminopropyltriethoxysilane is used. It can also be used as an ATRP initiator by modifying the substrate surface.

また、上記ATRP法における遷移金属塩としてはCuCl、CuCl、CuBr、CuBr、TiCl、TiCl、TiCl、TiBr、FeCl、FeCl、FeBr、FeBr、CoCl、CoBr、NiCl、NiBr、MoCl、MoCl、RuClなどが挙げられる。 The transition metal salts in the ATRP method include CuCl, CuCl2 , CuBr, CuBr2, TiCl2 , TiCl3 , TiCl4 , TiBr4 , FeCl2 , FeCl3, FeBr2 , FeBr3 , CoCl2 , CoBr2 . , NiCl 2 , NiBr 2 , MoCl 3 , MoCl 5 , RuCl 3 and the like.

遷移金属塩に対する配位子についても特に限定されるものではないが、トリス(2-(ジメチルアミノ)エチル)アミン(MeTREN)、N,N,N,N-ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、1,1,4,7,10,10-ヘキサメチルトリエチレンテトラアミン(HMTETA)、1,4,8,11-テトラメチル1,4,8,11-アザシクロテトラデカン(MeCyclam)、2,2-ビピリジン、4,4-ジメチル-2,2-ジピリジル、4,4-ジ-t-ブチル-2,2-ジピリジル、4,4-ジノニル-2,2-ジピリジル、N-ブチル-2-ピリジルメタンイミン、N-オクチル-2-ピリジルメタンイミン、N-ドデシル-N-(2-ピリジル-メチレン)アミン、N-オクタデシル-N-(2-ピリジルメチレン)アミン、トリス(2-ピリジルメチル)アミン、N,N,N,N-テトラキス(2-ピリジルメチル)-エチレンジアミン等が挙げられる。上記遷移金属塩と配位子の組み合わせとしては、例えばCuBr/2,2-ビピリジン、CuBr/2,2-ビピリジン、CuCl/MeTREN、CuCl/MeTRENなどが挙げられる。 The ligand for the transition metal salt is also not particularly limited, but tris(2-(dimethylamino)ethyl)amine (Me 6 TREN), N,N,N,N-pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA), 1,1,4,7,10,10-hexamethyltriethylenetetramine (HMTETA), 1,4,8,11-tetramethyl 1,4,8,11-azacyclotetradecane (Me 4 Cyclam), 2 ,2-bipyridine, 4,4-dimethyl-2,2-dipyridyl, 4,4-di-t-butyl-2,2-dipyridyl, 4,4-dinonyl-2,2-dipyridyl, N-butyl-2 -pyridylmethanimine, N-octyl-2-pyridylmethanimine, N-dodecyl-N-(2-pyridyl-methylene)amine, N-octadecyl-N-(2-pyridylmethylene)amine, tris(2-pyridylmethyl) ) amine, N,N,N,N-tetrakis(2-pyridylmethyl)-ethylenediamine and the like. Combinations of the transition metal salt and the ligand include, for example, CuBr/2,2-bipyridine, CuBr 2 /2,2-bipyridine, CuCl/Me 6 TREN, CuCl 2 /Me 6 TREN and the like.

さらに上記遷移金属塩と配位子の他に、必要に応じて還元剤を添加することも可能である。上記還元剤としてはアスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、2-エチルヘキサン酸スズ(II)、一価の銅塩などが挙げられる。 Furthermore, in addition to the above transition metal salt and ligand, it is also possible to add a reducing agent, if necessary. Examples of the reducing agent include ascorbic acid, sodium ascorbate, tin(II) 2-ethylhexanoate, and monovalent copper salts.

上記ATRP法を用いる場合、バルク重合も可能であるが、溶媒を加えて重合に供することもできる。また、溶媒としては上記ウレイドモノマーと上記電荷モノマーおよび上記他のモノマーが溶解するものであれば特に限定されず、一般的な溶媒が使用可能である。例えばアセトン、ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、アニソール、トルエン、アセトニトリル、ジメチルアセトアミドなどの極性非プロトン性溶媒、メタノール、エタノール(EtOH)、2-プロパノール、水などの極性プロトン溶媒性溶媒、これらの混合液から選択される。重合温度は溶媒に応じて適宜選択されるが、通常、25~120℃の範囲であり、好ましくは25~70℃の範囲である。重合温度が25℃以上の場合、重合がより進行しやすく、一方で120℃以下の場合には、重合の制御がよりしやすい。さらに重合時間についても特に制限されないが、通常、1~96時間の範囲であり、好ましくは1~48時間の範囲である。重合時間が1時間以上の場合にはより十分に重合が進行しやすく、96時間以下の場合には不要な停止反応により、副生成物を生じる可能性がより低い。 When the ATRP method is used, bulk polymerization is possible, but a solvent may be added for polymerization. Moreover, the solvent is not particularly limited as long as it dissolves the ureido monomer, the charged monomer, and the other monomer, and general solvents can be used. Polar aprotic solvents such as, for example, acetone, dioxane, N,N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), anisole, toluene, acetonitrile, dimethylacetamide, methanol, ethanol (EtOH), 2 - polar protic solvents such as propanol, water, and mixtures thereof. The polymerization temperature is appropriately selected depending on the solvent, and is usually in the range of 25-120°C, preferably in the range of 25-70°C. When the polymerization temperature is 25° C. or higher, the polymerization proceeds more easily, while when it is 120° C. or lower, it is easier to control the polymerization. Furthermore, the polymerization time is not particularly limited, but it is usually in the range of 1 to 96 hours, preferably in the range of 1 to 48 hours. When the polymerization time is 1 hour or longer, the polymerization proceeds more easily, and when the polymerization time is 96 hours or shorter, the possibility of generating by-products due to unnecessary termination reactions is lower.

<共重合体の製造方法2>
上記共重合体の製造方法はすでに公知であり、例えば特許第5800323号に記載の方法を使用することもできる。具体的には下記式(4)で表される構造の繰り返しである繰り返し配列を有する一級アミン含有ポリマーを溶媒に溶解させ、シアン酸塩(MCNO)と反応させる方法が使用できる。
<Copolymer production method 2>
Methods for producing the above copolymer are already known, and for example, the method described in Japanese Patent No. 5800323 can also be used. Specifically, a method can be used in which a primary amine-containing polymer having a repeating sequence of repeating structures represented by the following formula (4) is dissolved in a solvent and reacted with cyanate (MCNO).

Figure 2023006594000007
Figure 2023006594000007

(上記式(4)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、dは1~6の整数を表す。) (In the above formula (4), R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 4 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, and d is 1 to represents an integer of 6.)

上記式(4)において、Aが存在しないとは上記式(4)中、Aの上部の炭素(C)とAの下部の(CHが直接単結合していることを示している。 In the above formula (4), the absence of A 4 means that the upper carbon (C) of A 4 and the lower (CH 2 ) d of A 4 are directly single bonded in the above formula (4). showing.

上記式(4)において、dは1~6の整数を表すが、好ましくは1~4であり、例えば1または2である。 In the above formula (4), d represents an integer of 1-6, preferably 1-4, for example 1 or 2.

上記一級アミン含有ポリマーとしては、例えばRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)O-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)NH-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)NH-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rが水素原子であり、Aが存在せず、dが1である一級アミン含有ポリマーなどが挙げられるが、共重合性の観点からRがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)O-であり、dが2である一級アミン含有ポリマー、Rが水素原子であり、Aが-(C=O)NH-であり、dが2である一級アミン含有ポリマーまたはRが水素原子であり、Aが存在せず、dが1である一級アミン含有ポリマーが好ましく、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、dが2である一級アミン含有ポリマーまたはRが水素原子であり、Aが存在せず、dが1である一級アミン含有ポリマーがより好ましい。 Examples of the primary amine-containing polymer include a primary amine-containing polymer in which R 4 is a methyl group, A 4 is —(C═O)O—, and d is 2, R 4 is a hydrogen atom, and A A primary amine-containing polymer wherein 4 is -(C=O)O- and d is 2, R 4 is a methyl group, A 4 is -(C=O)NH- and d is 2 primary amine-containing polymer, wherein R 4 is a hydrogen atom, A 4 is -(C=O)NH-, and d is 2, R 4 is a hydrogen atom, and A 4 is absent; However, from the viewpoint of copolymerizability, R 4 is a methyl group, A 4 is —(C═O)O—, and d is 2. primary amine-containing polymer, R 4 is a hydrogen atom, A 4 is —(C═O)O—, and d is 2, primary amine-containing polymer, R 4 is a hydrogen atom, and A 4 is —( C═O)NH—, d is 2 or primary amine-containing polymers in which R 4 is a hydrogen atom, A 4 is absent and d is 1, and R 4 is methyl A primary amine-containing polymer wherein A 4 is -(C=O)O- and d is 2 or a primary amine wherein R 4 is a hydrogen atom, A 4 is absent and d is 1 Containing polymers are more preferred.

上記一級アミン含有ポリマーの分子量としては、要求される性能が発揮しうるように重合条件等を調整して適宜決定できるが、通常、数平均分子量で1,000~5,000,000程度であり、本発明の細胞分離用基材の細胞分離の効率を上げるためには2,000~2,000,000が好ましく、2,000~1,000,000がより好ましい。上記一級アミン含有ポリマーの分子量が数平均分子量で1,000以上の場合、本発明の細胞分離用基材において温度応答による細胞の脱離がよりしやすくなり、5,000,000以下の場合は細胞分離用基材に被分離細胞をより吸着させやすくなる。 The molecular weight of the primary amine-containing polymer can be appropriately determined by adjusting the polymerization conditions and the like so that the required performance can be exhibited. , preferably 2,000 to 2,000,000, more preferably 2,000 to 1,000,000, in order to increase the efficiency of cell separation of the substrate for cell separation of the present invention. When the molecular weight of the primary amine-containing polymer is 1,000 or more in terms of number average molecular weight, detachment of cells by temperature response becomes easier in the substrate for cell separation of the present invention, and when it is 5,000,000 or less, It becomes easier for cells to be separated to be adsorbed to the cell separation substrate.

上記一級アミン含有ポリマーを溶解するための溶媒としては、例えば水、イミダゾール緩衝液などの緩衝液、有機溶媒またはこれらの混合液を挙げることができる。有機溶媒としては、一級アミン含有ポリマーが溶解すれば特に限定されないが、例えばメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール等のアルコール類;アセトニトリル、ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等を挙げることができる。反応に使用する一級アミン含有ポリマー溶液における一級アミン含有ポリマーの濃度としては、制限されないが、通常1~80重量%、好ましくは2~50重量%、より好ましくは5~40重量%を挙げることができる。上記一級アミン含有ポリマーの濃度が80重量%以下の場合、溶液粘度が上がりすぎることなく上記シアン酸塩との反応性を維持しやすく好ましい。 Solvents for dissolving the primary amine-containing polymer include, for example, water, buffers such as imidazole buffers, organic solvents, and mixtures thereof. The organic solvent is not particularly limited as long as it dissolves the primary amine-containing polymer. Examples include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol; Examples include dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like. The concentration of the primary amine-containing polymer in the primary amine-containing polymer solution used in the reaction is not limited, but is usually 1 to 80% by weight, preferably 2 to 50% by weight, more preferably 5 to 40% by weight. can. When the concentration of the primary amine-containing polymer is 80% by weight or less, the reactivity with the cyanate is easily maintained without excessively increasing the viscosity of the solution, which is preferable.

上記一級アミン含有ポリマーと反応させるシアン酸塩(MCNO)としては、シアン酸カリウムやシアン酸ナトリウム等のシアン酸のアルカリ金属塩を好適に例示することができる。好ましくはシアン酸カリウムである。シアン酸塩の使用割合としては、特に限定されないが、上記一級アミン含有ポリマー中の一級アミノ基1モルに対して、0.4モル以上が好ましい。シアン酸塩の使用割合が0.4モル以上の場合、より十分にウレイド基を導入することができ、上限臨界溶液温度(UCST)がより達成されやすい。 As the cyanate (MCNO) to be reacted with the primary amine-containing polymer, alkali metal salts of cyanic acid such as potassium cyanate and sodium cyanate can be suitably exemplified. Potassium cyanate is preferred. The ratio of the cyanate to be used is not particularly limited, but is preferably 0.4 mol or more per 1 mol of the primary amino group in the primary amine-containing polymer. When the proportion of cyanate used is 0.4 mol or more, ureido groups can be introduced more sufficiently, and the upper critical solution temperature (UCST) can be more easily achieved.

上記一級アミン含有ポリマーとシアン酸塩(MCNO)との反応は、撹拌しながら行うことが好ましい。反応温度は、特に制限されないが、好ましくは0~100℃、より好ましくは30~60℃に維持することが望ましい。反応温度が0℃以上の場合、反応がより十分に進行しやすく、100℃以下の場合は、原料の分解、さらには望まない副反応を生じる恐れがより少ない。反応時間も特に制限されないが、通常1~48時間、好ましくは1~25時間で、上記共重合体の溶液を得ることができる。反応時間が1時間以上の場合、反応がより十分に進行しやすく、48時間以下の場合は、原料の分解、さらには望まない副反応を生じる恐れがより少ない。 The reaction between the primary amine-containing polymer and cyanate (MCNO) is preferably carried out while stirring. Although the reaction temperature is not particularly limited, it is desirable to maintain it at preferably 0 to 100°C, more preferably 30 to 60°C. When the reaction temperature is 0° C. or higher, the reaction proceeds more easily, and when it is 100° C. or lower, the decomposition of the raw materials and the undesirable side reactions are less likely to occur. The reaction time is also not particularly limited, but usually 1 to 48 hours, preferably 1 to 25 hours, to obtain a solution of the copolymer. When the reaction time is 1 hour or more, the reaction tends to proceed sufficiently.

得られた上記共重合体はそのまま未精製で次工程に用いられるほか、好ましくは再沈殿、ゲルろ過クロマトグラフィーや透析などの処理により単離、精製を行うこともできる。 The obtained copolymer can be used as it is in the next step without being purified, or can be isolated and purified by treatment such as reprecipitation, gel filtration chromatography, dialysis, etc., preferably.

上記一級アミン含有ポリマーより製造された上記共重合体は電荷含有繰り返し配列Bとして一級アミノ基を有しているが、ハロゲン化アルキル、トリフルオロメタンスルホニルアルキル、メタンスルホニルアルキルなどと反応させることで二級アミン、三級アミン、四級アミンに変換することができる。また、無水コハク酸と反応させることでカルボキシル基に変換できる。 The above copolymer prepared from the above primary amine-containing polymer has a primary amino group as the charge-containing repeating sequence B, but can be reacted with an alkyl halide, trifluoromethanesulfonylalkyl, methanesulfonylalkyl, or the like to form a secondary amino group. It can be converted into amines, tertiary amines and quaternary amines. Also, it can be converted to a carboxyl group by reacting with succinic anhydride.

<基材>
上記基材の材質としては特に限定はないがプラスチックや多糖類、金属、磁性を有する金属、シリコン、ガラス等が用いられ、これらの材料が複数使用されていてもよく、細胞分離に使用しやすい材料としては、水や溶媒に耐性のあるシリコン、ガラスやプラスチックが好ましい。プラスチックとしてはポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマー、ポリジメチルシロキサン等の各種シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げられる。
<Base material>
The material of the base material is not particularly limited, but plastics, polysaccharides, metals, magnetic metals, silicon, glass, etc. are used, and a plurality of these materials may be used, making it easy to use for cell separation. Preferred materials are silicon, glass, and plastic, which are resistant to water and solvents. Examples of plastics include acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, various silicone rubbers such as polydimethylsiloxane, polystyrene, polyethylene terephthalate, and polycarbonate.

また、基材の形状は、例えば、容器状、板状、粒子状および繊維状の形状のほか、穴や溝が設けられた多孔質状のものであってもよい。なかでも細胞分離時の取り扱いの容易さから、容器状、板状、粒子状、繊維状または磁性を有した粒子状(磁性粒子)が好ましく、シャーレやフラスコといった容器状やシリコンウェハーやガラス板のような板状が特に好ましい。 Further, the shape of the substrate may be, for example, container-like, plate-like, particle-like, fiber-like, or porous with holes or grooves. Among them, container-shaped, plate-shaped, particle-shaped, fibrous or magnetic particles (magnetic particles) are preferable because of ease of handling during cell separation, and container-shaped such as petri dishes and flasks, silicon wafers and glass plates. Such a plate shape is particularly preferred.

上記基材の表面は水酸基、アミノ基、カルボキシル基、トシル基、エポキシ基、N-ヒドロキシスクシンイミド基、マレイミド基、チオール基、アジド基、フェニルアジド基、ビオチン残基およびアビジン残基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を表面に有していてもよい。 The surface of the substrate is selected from the group consisting of hydroxyl group, amino group, carboxyl group, tosyl group, epoxy group, N-hydroxysuccinimide group, maleimide group, thiol group, azide group, phenylazide group, biotin residue and avidin residue. It may have at least one selected functional group on its surface.

<細胞分離用基材の作製方法1>
本発明における細胞分離用基材の作製方法は基材に表面開始剤を固定化する[工程a]、表面開始剤から上記共重合体を重合する[工程b]を経て製造できる。
<Method 1 for preparing cell separation substrate>
According to the present invention, a substrate for cell separation can be produced through [step a] of immobilizing a surface initiator on a substrate, and [step b] of polymerizing the copolymer from the surface initiator.

[工程a]を実施するにあたり、通常、基材に対して前処理工程を行うことができる。前処理工程は、酸性溶液を基材表面にコーティングすることにより行うことができる。酸性溶液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、過酸化水素などが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中では硫酸および過酸化水素を等量混合した混合液が特に好ましい。酸性溶液のコーティングは、基材表面をコーティングできる方法であれば特に制限はなく、例えば、塗布、スプレー、ディッピングなどにより行うことができる。酸性溶液による処理時間は、1~48時間が好ましく、3~24時間がより好ましい。処理時間が1時間以上の場合、表面修飾をより十分に行うことができる。処理時間が48時間以下の場合は材料表面にそれ以上変化がおきないといったことが生じにくく、生産性がより向上する。 In carrying out [step a], a pretreatment step can generally be performed on the base material. The pretreatment step can be performed by coating the substrate surface with an acid solution. Acidic solutions include, for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrogen peroxide, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a mixed solution obtained by mixing equal amounts of sulfuric acid and hydrogen peroxide is particularly preferred. The coating of the acid solution is not particularly limited as long as the method can coat the surface of the base material, and can be carried out, for example, by coating, spraying, dipping, or the like. The treatment time with the acidic solution is preferably 1 to 48 hours, more preferably 3 to 24 hours. When the treatment time is 1 hour or more, the surface modification can be performed more sufficiently. When the treatment time is 48 hours or less, it is difficult for the surface of the material to change further, and the productivity is further improved.

上記表面開始剤としては以降の[工程b]で用いる重合方法に応じて適宜選択できるが、例えば上記ラジカル開始剤、上記RAFT剤、上記ATRP開始剤などが挙げられる。その他の表面開始剤としてはアリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、(3-メルカプトプロピル)トリメトキシシラン、(3-メルカプトプロピル)トリエトキシシラン、(メタ)アクリル酸3-(トリメトキシシリル)プロピル、(メタ)アクリル酸3-(トリエトキシシリル)プロピルなども挙げられる。 The surface initiator can be appropriately selected according to the polymerization method used in the subsequent [Step b], and examples thereof include the radical initiator, the RAFT agent, and the ATRP initiator. Other surface initiators include allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, (3-mercaptopropyl)trimethoxysilane, (3-mercaptopropyl)triethoxysilane, 3-(trimethoxysilyl)propyl (meth)acrylate. , and 3-(triethoxysilyl)propyl (meth)acrylate.

上記表面開始剤を基材に固定化する方法としては基材への添加、シランカップリング反応、クリック反応、アミド化、エステル化、チオエステル化、カーボネート化、シッフ塩基形成反応、還元的アミノ化、ラジカルを介したカップリング反応、ディールスアルダー反応、ジスルフィド化、マイケル付加反応、エン-チオール反応、芳香族ホウ素化合物を介したカップリング反応、三級スルホニウム形成反応、四級アンモニウム形成反応などが挙げられるが、汎用性の高さから、シランカップリング反応、クリック反応、アミド化またはエステル化が好ましい。 Methods for immobilizing the surface initiator on the substrate include addition to the substrate, silane coupling reaction, click reaction, amidation, esterification, thioesterification, carbonate formation, Schiff base formation reaction, reductive amination, Coupling reaction via radicals, Diels-Alder reaction, disulfidation, Michael addition reaction, ene-thiol reaction, coupling reaction via aromatic boron compound, tertiary sulfonium formation reaction, quaternary ammonium formation reaction, etc. However, silane coupling reaction, click reaction, amidation or esterification are preferred because of their high versatility.

その他の固定化方法としては上記基材の官能基に2-ブロモプロピオニルブロミドを反応させる方法や3-アミノプロピルトリメトキシシランまたは3-アミノプロピルトリエトキシシランを反応させた表面に2-ブロモプロピオニルブロミドを反応させる方法、ドーパミンと2-ブロモプロピオニルブロミドとの反応物を使用する方法などが挙げられ、これらにより表面開始剤として上記基材の表面にATRP開始剤を導入できる。さらに、カルボキシル基を有するラジカル開始剤である、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)を反応させる方法や、4-シアノペンタン酸ジチオベンゾエート、4-シアノ-4-(フェニルカルボノチオイルチオ)ペンタン酸N-スクシンイミジルエステル、4-シアノ-4-(ドデシルスルファニル-チオカルボニル)スルファニルペンタン酸などを上記基材の官能基に反応させることで表面開始剤として上記基材の表面にRAFT剤を導入することができる。 Other immobilization methods include a method of reacting the functional group of the base material with 2-bromopropionyl bromide, and a method of reacting 3-aminopropyltrimethoxysilane or 3-aminopropyltriethoxysilane with 2-bromopropionyl bromide on the surface. and a method of using a reaction product of dopamine and 2-bromopropionyl bromide, by which an ATRP initiator can be introduced onto the surface of the substrate as a surface initiator. Furthermore, a method of reacting 4,4′-azobis(4-cyanopentanoic acid), which is a radical initiator having a carboxyl group, 4-cyanopentanoic acid dithiobenzoate, 4-cyano-4-(phenylcarbonothioyl Thio)pentanoic acid N-succinimidyl ester, 4-cyano-4-(dodecylsulfanyl-thiocarbonyl)sulfanylpentanoic acid, etc. are reacted with the functional groups of the base material to form a surface initiator on the surface of the base material. A RAFT agent can be introduced.

上記シランカップリング反応は塗布、スプレー、ディッピング、真空蒸着法、イオンプレーティング、熱CVDなどにより行うことができる。中でも簡便な方法としては塗布またはディッピングが好ましい。シランカップリング反応の温度としては、特に限定されないが、通常、20~200℃であり、20~150℃が好ましく、20~120℃がより好ましい。反応温度が20℃以上の場合、反応がより進行しやすく、200℃以下の場合はシランカップリング剤の分解等望まない副反応がより進行しにくい。さらにシランカップリング反応の時間としては、通常、2~96時間であり、2~72時間が好ましく、2~48時間がより好ましい。反応時間が2時間以上の場合、より十分に反応が進行しやすく、96以下の場合はシランカップリング剤の分解等望まない副反応がより進行しにくい。 The silane coupling reaction can be carried out by coating, spraying, dipping, vacuum deposition, ion plating, thermal CVD, or the like. Among them, coating or dipping is preferable as a simple method. The temperature of the silane coupling reaction is not particularly limited, but is usually 20 to 200°C, preferably 20 to 150°C, more preferably 20 to 120°C. When the reaction temperature is 20° C. or higher, the reaction proceeds more easily, and when it is 200° C. or lower, undesirable side reactions such as decomposition of the silane coupling agent hardly proceed. Furthermore, the silane coupling reaction time is usually 2 to 96 hours, preferably 2 to 72 hours, more preferably 2 to 48 hours. When the reaction time is 2 hours or more, the reaction is likely to proceed sufficiently, and when it is 96 or less, undesirable side reactions such as decomposition of the silane coupling agent are less likely to proceed.

上記シランカップリング反応は、溶媒を加えて固定化に供することもできる。また、溶媒としては上記表面開始剤が溶解するものであれば特に限定されず、一般的な溶媒が使用可能である。例えばトルエン、アセトン、ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラヒドロフラン(THF)、アニソール、トルエン、キシレン、アセトニトリル、ジメチルアセトアミドなどの極性非プロトン性溶媒、メタノール、エタノール(EtOH)、2-プロパノール、水などの極性プロトン溶媒性溶媒、これらの混合液から選択される。 The silane coupling reaction can also be used for immobilization by adding a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the surface initiator, and common solvents can be used. Polar aprotic solvents such as toluene, acetone, dioxane, N,N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), tetrahydrofuran (THF), anisole, toluene, xylene, acetonitrile, dimethylacetamide, methanol, ethanol ( EtOH), 2-propanol, polar protic solvent solvents such as water, mixtures thereof.

上記[工程b]は上記[工程a]で上記基材の表面に固定化した表面開始剤から上記共重合体をGrafting from法で合成する工程であり、上記共重合体の製造方法1と同様である。 The above [step b] is a step of synthesizing the copolymer from the surface initiator immobilized on the surface of the base material in the above [step a] by a Grafting from method, and is the same as the method 1 for producing the above copolymer. is.

<細胞分離用基材の作製方法2>
本発明の細胞分離用基材はGrafting to法によっても作製できる。つまり、上記共重合体を合成する[工程c]、上記共重合体を基材に固定化する[工程d]を経て製造することもできる。
<Method 2 for preparing cell separation substrate>
The cell separation substrate of the present invention can also be produced by the Grafting to method. That is, it can also be produced through [step c] of synthesizing the above copolymer and [step d] of immobilizing the above copolymer on a substrate.

上記[工程c]は上記共重合体の製造方法と同様である。 The above [step c] is the same as the method for producing the above copolymer.

上記[工程d]における上記共重合体を基材に固定化する方法としては上記[工程a]と同様の方法が挙げられる。 Examples of the method for immobilizing the copolymer on the substrate in the above [step d] include the same methods as in the above [step a].

<細胞分離方法>
本発明の細胞分離用基材を用いることで被分離細胞を含む細胞群からの被分離細胞の分離は下記の〔工程A〕、〔工程B〕および〔工程C〕を含む細胞分離方法により行うことができる。
<Cell separation method>
Separation of the cells to be separated from the cell group containing the cells to be separated by using the substrate for cell separation of the present invention is performed by a cell separation method including the following [Step A], [Step B] and [Step C]. be able to.

〔工程A〕
被分離細胞を含む細胞群を上記細胞分離用基材と接触させ、被分離細胞を上記細胞分離用基材に吸着させる工程である。
[Step A]
In this step, a cell group containing cells to be separated is brought into contact with the substrate for cell separation, and the cells to be separated are adsorbed to the substrate for cell separation.

上記細胞としては、培養用樹立細胞、ヒトを含む動物の受精卵および卵細胞などを挙げることができる。また、精細胞、ES細胞、iPS細胞、間葉系幹細胞、造血系幹細胞、神経幹細胞、臍帯血細胞などの幹細胞、肝細胞、神経細胞、心筋細胞、血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、血球細胞などのヒトを含む動物細胞もしくは植物細胞などを挙げることもできる。 Examples of the above-mentioned cells include established cells for culture, fertilized eggs and egg cells of animals including humans, and the like. In addition, stem cells such as sperm cells, ES cells, iPS cells, mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, neural stem cells, umbilical cord blood cells, hepatocytes, nerve cells, cardiomyocytes, vascular endothelial cells, vascular smooth muscle cells, blood cells, etc. Animal cells including human or plant cells can also be mentioned.

上記被分離細胞とは本発明の細胞分離用基材を用いて細胞分離を行った結果、得られる細胞群のことであり、単一の種類であっても、複数の種類の細胞からなる細胞群であってもよい。 The above-mentioned cells to be separated refer to a group of cells obtained as a result of performing cell separation using the substrate for cell separation of the present invention. It can be a group.

上記被分離細胞を含む細胞群とは被分離細胞を好ましくは0.1%以上含有する細胞群のことで、含まれる細胞の種類は制限されない。 The cell group containing the cells to be separated is a cell group containing preferably 0.1% or more of the cells to be separated, and the type of cells contained is not limited.

上記被分離細胞を含む細胞群を上記細胞分離用基材と接触させる温度としては細胞分離用基材の表面に固定化されている共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)以下であればよく、例えば2~20℃であり、好ましくは3~15℃、より好ましくは3~10℃である。2℃以上の温度で上記被分離細胞を含む細胞群を上記細胞分離用基材と接触させる場合、氷結し、細胞にダメージを与える恐れがより少ない。 The temperature at which the cell group containing the cells to be separated is brought into contact with the cell separation substrate may be lower than the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer immobilized on the surface of the cell separation substrate. , for example, 2 to 20°C, preferably 3 to 15°C, more preferably 3 to 10°C. When the cell group containing the cells to be separated is brought into contact with the cell separation substrate at a temperature of 2° C. or higher, the cells are less likely to be frozen and damaged.

上記被分離細胞を含む細胞群を上記細胞分離用基材と接触させる方法としては、プレートやシャーレ、フラスコを遠心することで細胞を上記細胞分離用基材に押し付ける方法、細胞が上記細胞分離用基材に沈降するのを待つ方法などが挙げられる。 As a method of contacting the cell group containing the cells to be separated with the cell separation substrate, a method of pressing the cells against the cell separation substrate by centrifuging a plate, petri dish, or flask, A method of waiting for sedimentation on the substrate and the like can be mentioned.

上記被分離細胞を含む細胞群に含まれる細胞数としては、通常、1.0×1010cells/mL以下であり、1.0×10cells/mL以下が好ましく、1.0×10cells/mL以下が特に好ましい。1.0×1010cells/mL以下の細胞数の場合、上記細胞分離用基材上に接触する細胞が飽和することなく、十分な分離効果を得られやすい。 The number of cells contained in the cell group containing the cells to be separated is usually 1.0×10 10 cells/mL or less, preferably 1.0×10 9 cells/mL or less, and 1.0×10 8 cells/mL or less. Cells/mL or less is particularly preferred. When the cell count is 1.0×10 10 cells/mL or less, sufficient separation effect can be easily obtained without saturating the cells in contact with the substrate for cell separation.

上記被分離細胞を含む細胞群と上記細胞分離用基材との接触は、被分離細胞に悪影響を与えなければ特に限定されないが、通常この分野で用いられる緩衝液や培地を用いることができる。例えば、リン酸緩衝液、トリス緩衝液、グッド緩衝液、グリシン緩衝液、ホウ酸緩衝液等が挙げられ、これらを混合して使用してもよい。好ましくはリン酸緩衝液である。またダルベッコ改変イーグルMEM培地(DMEM)、α-MEM培地、ロズウェルパーク記念研究所(RPMI)培地、F12培地、TC199培地、GMEM培地、などが挙げられ、これらを混合したり、必要に応じてウシ胎児血清(FBS)やグルタミン、抗生物質といったサプリメントを添加してもよいが、細胞分離用基材表面の電荷の効果を損なわないためには無血清の培地が好ましい。 Contact between the cell group containing the cells to be separated and the substrate for cell separation is not particularly limited as long as it does not adversely affect the cells to be separated, but buffers and media that are commonly used in this field can be used. Examples thereof include phosphate buffer, Tris buffer, Good's buffer, glycine buffer, borate buffer and the like, and these may be mixed and used. Phosphate buffer is preferred. Dulbecco's Modified Eagle MEM medium (DMEM), α-MEM medium, Roswell Park Memorial Institute (RPMI) medium, F12 medium, TC199 medium, GMEM medium, etc., may be mixed, and if necessary bovine Supplements such as fetal serum (FBS), glutamine, and antibiotics may be added, but a serum-free medium is preferred so as not to impair the effect of the charge on the cell separation substrate surface.

〔工程B〕
上記細胞分離用基材に吸着された被分離細胞を洗浄する工程である。
[Step B]
This is a step of washing the cells to be separated that have been adsorbed to the substrate for cell separation.

上記洗浄の温度としては細胞分離用基材の表面に固定化されている共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)以下であればよく、例えば2~20℃であり、好ましくは3~15℃、より好ましくは3~10℃である。2℃以上の温度で洗浄する場合、氷結し、細胞にダメージを与える恐れがより少ない。 The washing temperature may be lower than the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer immobilized on the surface of the cell separation substrate, for example, 2 to 20°C, preferably 3 to 15°C. , more preferably 3 to 10°C. Washing at temperatures above 2°C is less likely to freeze and damage the cells.

上記洗浄の回数としては、通常、10回以下であり、好ましくは7回以下、さらに好ましくは5回以下である。10回以下の回数洗浄する場合には洗浄時のせん断応力により、細胞にダメージを与える恐れがより少ない。 The number of times of washing is usually 10 times or less, preferably 7 times or less, and more preferably 5 times or less. When washing is performed 10 times or less, there is less risk of damage to cells due to shear stress during washing.

上記洗浄に用いる緩衝液や培地については〔工程A〕で使用したものと同じものが使用できる。 The same buffer and medium as used in [Step A] can be used for the washing.

〔工程C〕
温度変化により、被分離細胞を上記細胞分離用基材から脱離させる工程である。
[Step C]
This is a step of detaching the cells to be separated from the cell separation substrate by changing the temperature.

上記脱離の温度としては細胞分離用基材の表面に固定化されている共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)以上であればよく、例えば20~50℃であり、好ましくは25~40℃、より好ましくは30~40℃である。50℃以下の温度で脱離させた場合、細胞に含まれるタンパク質が変性し、細胞へダメージを与える恐れがより少ない。 The desorption temperature may be at least the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer immobilized on the surface of the cell separation substrate, for example, 20 to 50°C, preferably 25 to 40°C. °C, more preferably 30-40°C. Desorption at a temperature of 50° C. or less denatures the proteins contained in the cells, which reduces the risk of damaging the cells.

以下、実施例などに基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例などに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, etc., but the present invention is not limited to the following examples, etc.

<開始剤修飾基材の作製> <Preparation of initiator-modified substrate>

Figure 2023006594000008
Figure 2023006594000008

ピラニア溶液(濃硫酸/30%過酸化水素水 3/1 v/v)にガラス基板(10mm×10mm)をディッピングし、2時間浸漬させた。浸漬後イオン交換水で洗浄し乾燥させた。ピラニア処理したガラス基板をトルエン(8mL)に入れ、3-アミノプロピルトリメトキシシラン(50μL)を添加し、30℃で24時間反応させた。反応後トルエンを除去し、エタノールで洗浄した。その後窒素雰囲気下、120℃で2時間アニーリングを行うことで表面にアミノ基を有するガラス基板を得た。表面にアミノ基を有するガラス基板をTHF(2mL)に入れ、トリエチルアミン(50μL)、2-ブロモプロピオニルブロミド(140μL)を添加した。室温で3時間反応後、エタノールで洗浄することで開始剤修飾基材(以下、「開始剤修飾基材」という。)を得た。 A glass substrate (10 mm×10 mm) was dipped in a piranha solution (concentrated sulfuric acid/30% hydrogen peroxide solution 3/1 v/v) and immersed for 2 hours. After immersion, it was washed with deionized water and dried. The piranha-treated glass substrate was placed in toluene (8 mL), 3-aminopropyltrimethoxysilane (50 μL) was added, and the mixture was reacted at 30° C. for 24 hours. After the reaction, toluene was removed and washed with ethanol. After that, annealing was performed at 120° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a glass substrate having amino groups on its surface. A glass substrate having amino groups on its surface was placed in THF (2 mL), and triethylamine (50 μL) and 2-bromopropionyl bromide (140 μL) were added. After reacting at room temperature for 3 hours, the substrate was washed with ethanol to obtain an initiator-modified base material (hereinafter referred to as "initiator-modified base material").

<実施例1:細胞分離用基材Aの作製> <Example 1: Preparation of Cell Separation Substrate A>

Figure 2023006594000009
Figure 2023006594000009

(式中、coは化学式中の3つのモノマー単位の共重合体構造であることを示す。) (In the formula, co indicates a copolymer structure of three monomer units in the chemical formula.)

試験管に開始剤修飾基材(10mm×10mm)、モノマーとしてウレイドエチルメタクリレート(UMA)(230mg,1.35mmol)、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)(11.8mg,0.075mmol)、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)(22.1mg,0.075mmol)、2-ブロモイソ酪酸エチル(1.9mg,0.01mmol)、CuBr(8,82mg,0.036mmol)および2,2-ビピリジン(11.4mg,0.072mmol)を入れ、エタノール/水(50/50 v/v)3mLに溶解した。窒素ガスでバブリングした後、アスコルビン酸(1.26mg,0.0072mmol)を加え反応を開始させた。24時間反応後、反応液から基材を回収後、洗浄を行うことで、細胞分離用基材Aを得た。
また、細胞分離用基材Aに固定化されたポリマーの分析を行うために、反応液からアセトンで再沈殿を行うことで2-ブロモイソ酪酸エチルから重合して得られた遊離の共重合体A’を得た。
・遊離の共重合体A’の収量;199mg
・遊離の共重合体A’の組成比;x:y:z=89:6:5(H NMRより算出)
H-NMR(CDOD+DO、400MHz);
4.1ppm(UMA、DMAEMA:COO-C ),3.8-4,6ppm(MPC:COO-C ,CH-C ,PO-C ),3.6ppm(MPC:C -N),3.4ppm(UMA、DMAEMA:CH-C ),3.2ppm(N(C ),2.8ppm(DMAEMA:N(CH),1.0-2.4ppm(ポリマー主鎖)
In a test tube, an initiator-modified substrate (10 mm × 10 mm), ureidoethyl methacrylate (UMA) (230 mg, 1.35 mmol) and N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) (11.8 mg, 0.075 mmol) as monomers are placed in a test tube. , 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC) (22.1 mg, 0.075 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (1.9 mg, 0.01 mmol), CuBr 2 (8,82 mg, 0.036 mmol) and 2,2 - Bipyridine (11.4 mg, 0.072 mmol) was added and dissolved in 3 mL of ethanol/water (50/50 v/v). After bubbling with nitrogen gas, ascorbic acid (1.26 mg, 0.0072 mmol) was added to initiate the reaction. After reacting for 24 hours, the substrate was recovered from the reaction solution and washed to obtain a cell separation substrate A.
In addition, in order to analyze the polymer immobilized on the cell separation substrate A, free copolymer A obtained by polymerizing ethyl 2-bromoisobutyrate by reprecipitating the reaction solution with acetone ' got.
- Yield of free copolymer A'; 199 mg
- Composition ratio of free copolymer A'; x: y: z = 89: 6: 5 (calculated from 1 H NMR)
1 H-NMR (CD 3 OD+D 2 O, 400 MHz);
4.1 ppm (UMA, DMAEMA: COO- CH 2 ), 3.8-4, 6 ppm (MPC: COO- CH 2 , CH 2 -CH 2 , PO- CH 2 ), 3.6 ppm (MPC : CH 2 —N), 3.4 ppm (UMA, DMAEMA: CH 2 —CH 2 ), 3.2 ppm (N( CH 3 ) 3 ), 2.8 ppm (DMAEMA: N(CH 3 ) 2 H + ), 1.0-2.4 ppm (polymer backbone)

得られた遊離の共重合体A’の数平均分子量は、検出器にWYATT社製 多角度光散乱検出器(MALS)を用いたゲル浸透クロマトグラフィー測定により求めた。ポンプに島津製作所(株)社製LC-720ADを、検出器(示差屈折率計)に島津製作所(株)社製RID10Aを、検出器(UV)にSPD-20Aを用いた。カラムには、東ソー(株)社製TSKGel G3000PWXLとTSKGel G5000PWXL(カラムサイズ 4.6mm×25cm)とを二本連結したものを用いた。展開溶媒は、100mMの硝酸ナトリウムを溶解させた蒸留水/アセトニトリル(5/5 v/v)を用いた。測定条件は、流速 0.6ml/min、カラム温度 40℃、サンプル濃度 2mg/mL、注入量 100μLであった。ゲル浸透クロマトグラフィー測定の結果、遊離の共重合体A’の数平均分子量は17,000であった。 The number average molecular weight of the resulting free copolymer A' was determined by gel permeation chromatography using a multi-angle light scattering detector (MALS) manufactured by WYATT as a detector. LC-720AD manufactured by Shimadzu Corporation was used as a pump, RID10A manufactured by Shimadzu Corporation as a detector (differential refractometer), and SPD-20A as a detector (UV). As the column, two columns of TSKGel G3000PWXL and TSKGel G5000PWXL (column size 4.6 mm×25 cm) manufactured by Tosoh Corporation were used. As a developing solvent, distilled water/acetonitrile (5/5 v/v) in which 100 mM sodium nitrate was dissolved was used. The measurement conditions were a flow rate of 0.6 ml/min, a column temperature of 40° C., a sample concentration of 2 mg/mL, and an injection volume of 100 μL. As a result of gel permeation chromatography measurement, the free copolymer A' had a number average molecular weight of 17,000.

得られた遊離の共重合体A’の上限臨界溶液温度(UCST)は紫外可視分光光度計により透過率を測定し、透過率が減少し始める温度を上限臨界溶液温度(UCST)とした。遊離の共重合体A’を、無血清のRPMI培地に2.5mg/mL濃度になるように溶解した。溶液を石英セルに入れ、溶液温度を70℃~5℃の範囲で変化させ、その間の溶液の透過率(%)を紫外可視分光光度計によって測定した。なお、溶液の透過率(%)は下式から算出した。その結果遊離の共重合体A’の上限臨界溶液温度(UCST)は27℃であった。 The upper critical solution temperature (UCST) of the obtained free copolymer A' was determined by measuring the transmittance with an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the temperature at which the transmittance began to decrease was defined as the upper critical solution temperature (UCST). Free copolymer A' was dissolved in serum-free RPMI medium to a concentration of 2.5 mg/mL. The solution was placed in a quartz cell, the solution temperature was changed in the range of 70° C. to 5° C., and the transmittance (%) of the solution was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer. The transmittance (%) of the solution was calculated from the following formula. As a result, the upper critical solution temperature (UCST) of free copolymer A' was 27°C.

Figure 2023006594000010
Figure 2023006594000010

<実施例2:細胞分離用基材Bの作製> <Example 2: Production of Cell Separation Substrate B>

Figure 2023006594000011
Figure 2023006594000011

(式中、coは化学式中の3つのモノマー単位の共重合体構造であることを示す。) (In the formula, co indicates a copolymer structure of three monomer units in the chemical formula.)

試験管に開始剤修飾基材(10mm×10mm)、モノマーとしてウレイドエチルメタクリレート(UMA)(230mg,1.35mmol)、コリンメタクリレート(CMA)(15.6mg,0.075mmol)、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)(22.1mg,0.075mmol)、2-ブロモイソ酪酸エチル(1.9mg,0.01mmol)、CuBr(8,82mg,0.036mmol)および2,2-ビピリジン(11.4mg,0.072mmol)を入れ、エタノール/水(50/50 v/v)3mLに溶解した。窒素ガスでバブリングした後、アスコルビン酸(1.26mg,0.0072mmol)を加え反応を開始させた。24時間反応後、得られた基材を回収後、洗浄を行うことで、細胞分離用基材Bを得た。
また、細胞分離用基材に固定化されたポリマーの分析を行うために、反応液からアセトンで再沈殿を行うことで2-ブロモイソ酪酸エチルから重合して得られた遊離の共重合体B’を得た。
・遊離の共重合体B’の収量;187mg
・遊離の共重合体B’の組成比;x:y:z=88:6:6(H NMRより算出)
In a test tube, an initiator-modified substrate (10 mm × 10 mm), ureidoethyl methacrylate (UMA) (230 mg, 1.35 mmol), choline methacrylate (CMA) (15.6 mg, 0.075 mmol), and 2-methacryloyloxyethyl as monomers are placed in a test tube. phosphorylcholine (MPC) (22.1 mg, 0.075 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (1.9 mg, 0.01 mmol), CuBr 2 (8,82 mg, 0.036 mmol) and 2,2-bipyridine (11.4 mg , 0.072 mmol) and dissolved in 3 mL of ethanol/water (50/50 v/v). After bubbling with nitrogen gas, ascorbic acid (1.26 mg, 0.0072 mmol) was added to initiate the reaction. After reacting for 24 hours, the obtained base material was collected and washed to obtain a base material B for cell separation.
In addition, in order to analyze the polymer immobilized on the cell separation substrate, free copolymer B' obtained by polymerizing ethyl 2-bromoisobutyrate by reprecipitating the reaction solution with acetone. got
- Yield of free copolymer B'; 187 mg
- Composition ratio of free copolymer B'; x: y: z = 88: 6: 6 (calculated from 1 H NMR)

得られた遊離の共重合体B’の数平均分子量は、実施例1と同様にして求めた。ゲル浸透クロマトグラフィー測定の結果、遊離の共重合体B’の数平均分子量は20,000であった。 The number average molecular weight of the obtained free copolymer B' was determined in the same manner as in Example 1. As a result of gel permeation chromatography measurement, the free copolymer B' had a number average molecular weight of 20,000.

得られた遊離の共重合体B’の上限臨界溶液温度(UCST)は実施例1と同様にして求めた。紫外可視分光光度計による測定の結果、上限臨界溶液温度(UCST)は25℃であった。 The upper critical solution temperature (UCST) of the resulting free copolymer B' was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measurement with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the upper critical solution temperature (UCST) was 25°C.

<実施例3:細胞分離用基材Cの合成> <Example 3: Synthesis of substrate C for cell separation>

Figure 2023006594000012
Figure 2023006594000012

(式中、coは化学式中の3つのモノマー単位の共重合体構造であることを示す。) (In the formula, co indicates a copolymer structure of three monomer units in the chemical formula.)

試験管に開始剤修飾基材(10mm×10mm)、モノマーとしてウレイドエチルメタクリレート(UMA)(230mg,1.35mmol)、t-ブチルアクリレート(tBA)(9.6mg,0.075mmol)、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)(22.1mg,0.075mmol)、2-ブロモイソ酪酸エチル(1.9mg,0.01mmol)、CuBr(8,82mg,0.036mmol)および2,2-ビピリジン(11.4mg,0.072mmol)を入れ、エタノール/水(50/50 v/v)3mLに溶解した。窒素ガスでバブリングした後、アスコルビン酸(1.26mg,0.0072mmol)を加え反応を開始させた。24時間反応後、得られた基材を回収後、洗浄を行った。その後メタンスルホン酸と反応させ、t-ブチル基を加水分解することで、細胞分離用基材Cを得た。
また、細胞分離用基材に固定化されたポリマーの分析を行うために、反応液からアセトンで再沈殿を行うことで2-ブロモイソ酪酸エチルから重合して得られた遊離の共重合体C’を得た。
・遊離の共重合体C’の収量;157mg
・遊離の共重合体C’の組成比;x:y:z=90:5:5(H NMRより算出)
In a test tube, an initiator-modified substrate (10 mm × 10 mm), ureidoethyl methacrylate (UMA) (230 mg, 1.35 mmol), t-butyl acrylate (tBA) (9.6 mg, 0.075 mmol), 2-methacryloyl as monomers Oxyethylphosphorylcholine (MPC) (22.1 mg, 0.075 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (1.9 mg, 0.01 mmol), CuBr 2 (8,82 mg, 0.036 mmol) and 2,2-bipyridine (11 .4 mg, 0.072 mmol) and dissolved in 3 mL of ethanol/water (50/50 v/v). After bubbling with nitrogen gas, ascorbic acid (1.26 mg, 0.0072 mmol) was added to initiate the reaction. After reacting for 24 hours, the resulting substrate was collected and washed. After that, the cell separation substrate C was obtained by reacting with methanesulfonic acid to hydrolyze the t-butyl group.
In addition, in order to analyze the polymer immobilized on the cell separation substrate, free copolymer C′ obtained by polymerizing ethyl 2-bromoisobutyrate by reprecipitating the reaction solution with acetone. got
- Yield of free copolymer C'; 157 mg
- Composition ratio of free copolymer C'; x: y: z = 90: 5: 5 (calculated from 1 H NMR)

得られた遊離の共重合体C’の数平均分子量は、実施例1と同様にして求めた。ゲル浸透クロマトグラフィー測定の結果、遊離の共重合体C’の数平均分子量は16,000であった。 The number average molecular weight of the resulting free copolymer C' was determined in the same manner as in Example 1. As a result of gel permeation chromatography measurement, the free copolymer C' had a number average molecular weight of 16,000.

得られた遊離の共重合体C’の上限臨界溶液温度(UCST)は実施例1と同様にして求めた。紫外可視分光光度計による測定の結果、上限臨界溶液温度(UCST)は23℃であった。 The upper critical solution temperature (UCST) of the resulting free copolymer C' was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measurement with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the upper critical solution temperature (UCST) was 23°C.

<実施例4-1:共重合体D’の合成> <Example 4-1: Synthesis of copolymer D'>

Figure 2023006594000013
Figure 2023006594000013

(式中、coは化学式中の2つのモノマー単位の共重合体構造であることを示す。) (In the formula, co indicates a copolymer structure of two monomer units in the chemical formula.)

四ッ口フラスコに数平均分子量が150,000程度であるポリアリルアミン(500mg)を入れ、イオン交換水10mLに溶解し、50℃に加熱し、これにシアン酸カリウム(611mg,7.54mmol)(ポリアリルアミン中アミノ基1モルに対して0.83モル)を加え、24時間反応させた。反応終了後、同温度で透析により精製し、共重合体D’を得た。
組成比(モル比)x:y=81:19(H NMRより算出)
Polyallylamine (500 mg) having a number average molecular weight of about 150,000 is placed in a four-necked flask, dissolved in 10 mL of ion-exchanged water, heated to 50° C., and potassium cyanate (611 mg, 7.54 mmol) ( 0.83 mol per 1 mol of amino groups in polyallylamine) was added and reacted for 24 hours. After completion of the reaction, the product was purified by dialysis at the same temperature to obtain copolymer D'.
Composition ratio (molar ratio) x:y=81:19 (calculated from 1 H NMR)

得られた共重合体D’の上限臨界溶液温度(UCST)は実施例1と同様にして求めた。紫外可視分光光度計による測定の結果、上限臨界溶液温度(UCST)は30℃であった。 The upper critical solution temperature (UCST) of the resulting copolymer D' was obtained in the same manner as in Example 1. As a result of measurement with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the upper critical solution temperature (UCST) was 30°C.

<実施例4-2:細胞分離用基材Dの合成> <Example 4-2: Synthesis of substrate D for cell separation>

Figure 2023006594000014
Figure 2023006594000014

(式中、coは化学式中の3つのモノマー単位の共重合体構造であることを示す。) (In the formula, co indicates a copolymer structure of three monomer units in the chemical formula.)

表面にカルボン酸を導入した細胞培養表面処理済みポリスチレン製6ウェルプレート(コーニング社製)の一つに共重合体D’(30mg)および水溶性カルボジイミド(WSC)(2mg)を入れ、水3mLに溶解させ反応を開始させた。3時間反応後、ポリスチレンディッシュを洗浄することで、細胞分離用基材Dを得た。 Copolymer D' (30 mg) and water-soluble carbodiimide (WSC) (2 mg) were placed in one of the cell culture surface-treated polystyrene 6-well plates (manufactured by Corning) with carboxylic acid introduced on the surface, and added to 3 mL of water. dissolved to initiate the reaction. After reacting for 3 hours, the polystyrene dish was washed to obtain a substrate D for cell separation.

<試験例1-1:接触角測定>
作製した細胞分離用基材Aの接触角は接触角計DMo-702(共和界面科学株式会社製)を用いて測定した。ステージの上に細胞分離用基材Aを載せ、窒素雰囲気下で4℃および37℃の温度でイオン交換水1μLを滴下し測定を行った。液面と固体面とのなす角を計測することで各温度での接触角を算出した。
<Test Example 1-1: Contact angle measurement>
The contact angle of the prepared cell separation substrate A was measured using a contact angle meter DMo-702 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). Cell separation substrate A was placed on the stage, and 1 μL of ion-exchanged water was added dropwise at temperatures of 4° C. and 37° C. under a nitrogen atmosphere for measurement. The contact angle at each temperature was calculated by measuring the angle between the liquid surface and the solid surface.

<試験例1-2~試験例1-4>
表1に示す細胞分離用基材を使用したこと以外は試験例1-1と同様にして接触角を測定した。評価結果を表1に示す。
<Test Examples 1-2 to 1-4>
The contact angle was measured in the same manner as in Test Example 1-1 except that the cell separation substrate shown in Table 1 was used. Table 1 shows the evaluation results.

<試験例2-1:細胞分離試験>
ポリスチレン製6ウェルプレートに細胞分離用基材として細胞培養用基材Aを入れ、Jurkat細胞と被分離細胞としてHoechest33342であらかじめ染色したHL-60細胞を細胞数で50:50となるように混合した複数細胞混合液(1.0×10cells/mL)3mLを4℃で添加した。6ウェルプレートを遠心することで細胞を沈降させた後、2回洗浄し、1mm×1mmの範囲を蛍光顕微鏡で観察し、細胞分離用基材上の被分離細胞の細胞数をカウントした(カウントA)。その後37℃に昇温し、洗浄し、再度、蛍光顕微鏡観察による被分離細胞の細胞数のカウントを行った(カウントB)。脱離率は下式より算出した。純度は細胞分離操作後にフローサイトメーターで分析することで算出した。評価結果を表2に示す。
脱離率=(カウントA-カウントB)/カウントA×100
<Test Example 2-1: Cell separation test>
Cell culture substrate A was placed in a polystyrene 6-well plate as a cell separation substrate, and Jurkat cells and HL-60 cells previously stained with Hoechest 33342 as cells to be separated were mixed at a cell number of 50:50. 3 mL of multiple cell mixture (1.0×10 5 cells/mL) was added at 4°C. After the cells were sedimented by centrifuging the 6-well plate, the cells were washed twice, an area of 1 mm × 1 mm was observed with a fluorescence microscope, and the number of cells to be separated on the cell separation substrate was counted (count A). After that, the temperature was raised to 37° C., the cells were washed, and the number of cells to be separated was again counted by observing with a fluorescence microscope (count B). The desorption rate was calculated from the following formula. Purity was calculated by flow cytometer analysis after cell separation. Table 2 shows the evaluation results.
Detachment rate = (count A - count B) / count A x 100

<試験例2-2~試験例2-4>
表2に示す細胞分離用基材および分離細胞を使用したこと以外は試験例2-1と同様にして細胞分離試験を行った。評価結果を表2に示す。
<Test Examples 2-2 to 2-4>
A cell separation test was performed in the same manner as in Test Example 2-1 except that the cell separation substrate and separated cells shown in Table 2 were used. Table 2 shows the evaluation results.

<比較例1:細胞分離用基材Eの合成> <Comparative Example 1: Synthesis of Cell Separation Substrate E>

Figure 2023006594000015
Figure 2023006594000015

試験管に開始剤修飾基材(10mm×10mm)、モノマーとしてウレイドエチルメタクリレート(UMA)(243mg,1.43mmol)、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)(22.1mg,0.075mmol)、2-ブロモイソ酪酸エチル(1.9mg,0.01mmol)、CuBr(8,82mg,0.036mmol)および2,2-ビピリジン(11.4mg,0.072mmol)を入れ、エタノール/水(50/50 v/v)3mLに溶解した。窒素ガスでバブリングした後、アスコルビン酸(1.26mg,0.0072mmol)を加え反応を開始させた。24時間反応後、得られた基材を回収後、洗浄を行うことで、細胞分離用基材Eを得た。
また、細胞分離用基材に固定化されたポリマーの分析を行うために、反応液からアセトンで再沈殿を行うことで2-ブロモイソ酪酸エチルから重合して得られた遊離の共重合体E’を得た。
・遊離の共重合体E’の収量;200mg
・遊離の共重合体E’の組成比;x:y=94:6(H NMRより算出)
In a test tube, an initiator-modified substrate (10 mm × 10 mm), ureidoethyl methacrylate (UMA) (243 mg, 1.43 mmol), 2-methacryloyloxyethylphosphorylcholine (MPC) (22.1 mg, 0.075 mmol) and 2 as monomers - Ethyl bromoisobutyrate (1.9 mg, 0.01 mmol), CuBr 2 (8,82 mg, 0.036 mmol) and 2,2-bipyridine (11.4 mg, 0.072 mmol) were added and ethanol/water (50/50 v/v) dissolved in 3 mL. After bubbling with nitrogen gas, ascorbic acid (1.26 mg, 0.0072 mmol) was added to initiate the reaction. After reacting for 24 hours, the resulting base material was collected and washed to obtain a cell separation base material E.
In addition, in order to analyze the polymer immobilized on the cell separation substrate, free copolymer E′ obtained by polymerizing ethyl 2-bromoisobutyrate by reprecipitating the reaction solution with acetone. got
- Yield of free copolymer E'; 200 mg
- Composition ratio of free copolymer E'; x: y = 94: 6 (calculated from 1 H NMR)

得られた遊離の共重合体E’の数平均分子量は、実施例1と同様にして求めた。ゲル浸透クロマトグラフィー測定の結果、遊離の共重合体E’の数平均分子量は20,000であった。 The number average molecular weight of the resulting free copolymer E' was determined in the same manner as in Example 1. As a result of gel permeation chromatography measurement, the free copolymer E' had a number average molecular weight of 20,000.

得られた遊離の共重合体E’の上限臨界溶液温度(UCST)は実施例1と同様にして求めた。紫外可視分光光度計による測定の結果、上限臨界溶液温度(UCST)は25℃であった。 The upper critical solution temperature (UCST) of the resulting free copolymer E' was determined in the same manner as in Example 1. As a result of measurement with an ultraviolet-visible spectrophotometer, the upper critical solution temperature (UCST) was 25°C.

<比較例2:細胞分離用基材Fの合成> <Comparative Example 2: Synthesis of Cell Separation Substrate F>

Figure 2023006594000016
Figure 2023006594000016

試験管に開始剤修飾基材(10mm×10mm)、モノマーとしてN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)(162mg,1.43mmol)、t-ブチルアクリレート(tBA)(9.6mg,0.075mmol)2-ブロモイソ酪酸エチル(1.9mg,0.01mmol)、CuBr(8,82mg,0.036mmol)および2,2-ビピリジン(11.4mg,0.072mmol)を入れ、エタノール/水(80/20 v/v)3mLに溶解した。窒素ガスでバブリングした後、アスコルビン酸(1.26mg,0.0072mmol)を加え反応を開始させた。24時間反応後、得られた基材を回収後、洗浄を行った。その後メタンスルホン酸と反応させ、t-ブチル基を加水分解することで、細胞分離用基材Fを得た。
また、細胞分離用基材に固定化されたポリマーの分析を行うために、反応液からアセトンで再沈殿を行うことで2-ブロモイソ酪酸エチルから重合して得られた遊離の共重合体F’を得た。
・遊離の共重合体F’の収量;200mg
・遊離の共重合体F’の組成比;x:y=95:5(H NMRより算出)
In a test tube, an initiator-modified substrate (10 mm × 10 mm), N-isopropylacrylamide (NIPAM) (162 mg, 1.43 mmol), t-butyl acrylate (tBA) (9.6 mg, 0.075 mmol) as monomers, 2-bromoiso Ethyl butyrate (1.9 mg, 0.01 mmol), CuBr 2 (8,82 mg, 0.036 mmol) and 2,2-bipyridine (11.4 mg, 0.072 mmol) were charged and ethanol/water (80/20 v/ v) Dissolved in 3 mL. After bubbling with nitrogen gas, ascorbic acid (1.26 mg, 0.0072 mmol) was added to initiate the reaction. After reacting for 24 hours, the resulting substrate was collected and washed. After that, the cell separation substrate F was obtained by reacting with methanesulfonic acid to hydrolyze the t-butyl group.
In addition, in order to analyze the polymer immobilized on the cell separation substrate, free copolymer F' obtained by polymerizing ethyl 2-bromoisobutyrate by reprecipitating the reaction solution with acetone. got
- Yield of free copolymer F'; 200 mg
- Composition ratio of free copolymer F'; x: y = 95: 5 (calculated from 1 H NMR)

得られた遊離の共重合体F’の数平均分子量は、実施例1と同様にして求めた。ゲル浸透クロマトグラフィー測定の結果、遊離の共重合体F’の数平均分子量は12,000であった。 The number average molecular weight of the resulting free copolymer F' was determined in the same manner as in Example 1. As a result of gel permeation chromatography measurement, the free copolymer F' had a number average molecular weight of 12,000.

得られた遊離の共重合体F’の下限臨界溶液温度(LCST)は紫外可視分光光度計により透過率を測定し、透過率が50となる温度を下限臨界溶液温度(LCST)とした。遊離の共重合体F’を、無血清のRPMI培地に2.5mg/mL濃度になるように溶解した。溶液を石英セルに入れ、溶液温度を70℃~5℃の範囲で変化させ、その間の溶液の透過率(%)を紫外可視分光光度計によって測定した。なお、溶液の透過率(%)は実施例1と同様に算出した。その結果遊離の共重合体F’の下限臨界溶液温度(LCST)は31℃であった。 The lower critical solution temperature (LCST) of the resulting free copolymer F' was determined by measuring the transmittance with an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the temperature at which the transmittance was 50 was defined as the lower critical solution temperature (LCST). Free copolymer F' was dissolved in serum-free RPMI medium to a concentration of 2.5 mg/mL. The solution was placed in a quartz cell, the solution temperature was changed in the range of 70° C. to 5° C., and the transmittance (%) of the solution was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer. The transmittance (%) of the solution was calculated in the same manner as in Example 1. As a result, the lower critical solution temperature (LCST) of the free copolymer F' was 31°C.

<比較試験例1-1~1-2>
表1に示す細胞分離用基材を使用したこと以外は試験例1-1と同様にして接触角を測定した。評価結果を表1に示す。
<Comparative Test Examples 1-1 to 1-2>
The contact angle was measured in the same manner as in Test Example 1-1 except that the cell separation substrate shown in Table 1 was used. Table 1 shows the evaluation results.

<比較試験例2-1>
表2に示す細胞分離用基材および分離細胞を使用したこと以外は試験例2-1と同様にして細胞分離試験を行った。評価結果を表2に示す。
<Comparative test example 2-1>
A cell separation test was performed in the same manner as in Test Example 2-1 except that the cell separation substrate and separated cells shown in Table 2 were used. Table 2 shows the evaluation results.

<比較試験例2-2>
ポリスチレン製6ウェルプレートに細胞分離用基材として細胞培養用基材Fを入れ、Jurkat細胞と被分離細胞としてHoechest33342であらかじめ染色したHUVEC細胞を細胞数で50:50となるように混合した複数細胞混合液(1.0×10cells/mL)3mLを37℃で添加した。6ウェルプレートを遠心することで細胞を沈降させた後、2回洗浄し、1mm×1mmの範囲を蛍光顕微鏡で観察し、細胞分離用基材上の被分離細胞の細胞数をカウントした(カウントA)。その後4℃に降温し、洗浄し、再度、蛍光顕微鏡観察による被分離細胞の細胞数のカウントを行った(カウントB)。脱離率および純度は試験例2-1と同様にして算出した。評価結果を表2に示す。
<Comparative Test Example 2-2>
Cell culture substrate F as a cell separation substrate was placed in a polystyrene 6-well plate, and Jurkat cells and HUVEC cells previously stained with Hoechest 33342 as cells to be separated were mixed at a ratio of 50:50. 3 mL of the mixture (1.0×10 5 cells/mL) was added at 37°C. After the cells were sedimented by centrifuging the 6-well plate, the cells were washed twice, an area of 1 mm × 1 mm was observed with a fluorescence microscope, and the number of cells to be separated on the cell separation substrate was counted (count A). After that, the temperature was lowered to 4° C., the cells were washed, and the number of cells to be separated was again counted by fluorescence microscope observation (count B). Desorption rate and purity were calculated in the same manner as in Test Example 2-1. Table 2 shows the evaluation results.

Figure 2023006594000017
Figure 2023006594000017

Figure 2023006594000018
Figure 2023006594000018

上記ウレイド基含有繰り返し配列を有する共重合体が固定化された細胞分離用基材A~E(試験例1-1~試験例1-4、比較試験例1-1)では4℃と37℃での接触角の変化は小さく、親水性を維持している。一方でNIPAM系ポリマーが固定化された細胞分離用基材F(比較試験例1-2)では4℃と37℃での接触角の変化が大きく、37℃で疎水性を示すことが分かった。このことから、本発明の細胞分離用基材は温度変化による親疎変化が小さく、常に親水性であることが分かった。 Cell separation substrates A to E (Test Examples 1-1 to 1-4, Comparative Test Example 1-1) on which the copolymer having the ureido group-containing repeating sequence was immobilized were 4° C. and 37° C. The change in contact angle is small at , maintaining hydrophilicity. On the other hand, the cell separation substrate F (Comparative Test Example 1-2) on which the NIPAM-based polymer was immobilized showed a large change in the contact angle between 4°C and 37°C, indicating hydrophobicity at 37°C. . From this, it was found that the substrate for cell separation of the present invention is always hydrophilic with little change in affinity due to temperature change.

電荷を有していない基板である細胞分離用基材Eでは、カウントAの値が小さい、すなわち被分離細胞の吸着量が少なくなった。さらに電荷を有していないために、特定の細胞のみを吸着できず分離後の純度も低い結果となった(比較試験例2-1)。またNIPAM系ポリマーが固定化された細胞分離用基材Fでは、低温条件で細胞を脱離させる必要があるために、細胞の運動性が下がった結果、脱離率の低下が見られた。さらに分離後の純度も低い結果となった。これは細胞分離用基材Fは37℃では疎水性を示すために、細胞吸着時に目的の被分離細胞(HUVEC)だけでなく目的外細胞(Jurkat)についても疎水性相互作用により吸着したためと考えられる。以上のことから、特定の細胞を選択的に吸着するために電荷を有し、かつ温度変化による親疎変化が小さく、かつ上限臨界溶液温度(UCST)を有する共重合体を基材表面に固定した本発明の細胞分離用基材を用いることで、特定の細胞を選択的に吸着でき、細胞を細胞分離用基材から脱離させやすく、さらには純度の高い細胞の得られることが分かった。 Cell separation substrate E, which is a non-charged substrate, had a small value of count A, that is, a small amount of cells to be separated was adsorbed. Furthermore, since it does not have an electric charge, only specific cells cannot be adsorbed, resulting in low purity after separation (Comparative Test Example 2-1). In addition, in the cell separation substrate F to which the NIPAM-based polymer was immobilized, it was necessary to detach the cells under low temperature conditions, and as a result, the motility of the cells decreased, resulting in a decrease in the detachment rate. Furthermore, the purity after separation was also low. This is thought to be because the cell separation substrate F exhibits hydrophobicity at 37° C., and thus not only the target cells to be separated (HUVEC) but also non-target cells (Jurkat) were adsorbed by hydrophobic interaction during cell adsorption. be done. Based on the above, a copolymer having an electric charge for selectively adsorbing specific cells, a small change in affinity due to temperature change, and an upper critical solution temperature (UCST) was immobilized on the surface of the substrate. It was found that by using the cell separation substrate of the present invention, specific cells can be selectively adsorbed, the cells can be easily detached from the cell separation substrate, and highly pure cells can be obtained.

本発明により、特定の細胞を選択的に吸着でき、細胞を細胞分離用基材から脱離させやすく、さらには純度の高い細胞の得られる細胞分離用基材が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a substrate for cell separation that can selectively adsorb specific cells, easily detach cells from the substrate for cell separation, and yield cells of high purity.

Claims (15)

基材表面に少なくとも下記式(1)で表されるウレイド基含有構造の繰り返しであるウレイド基含有繰り返し配列Aと電荷含有繰り返し配列Bとを有し、上限臨界溶液温度(UCST)が4~50℃の範囲である共重合体が固定化された細胞分離用基材。
Figure 2023006594000019

(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、aは1~6の整数を表す。)
The base material surface has at least a ureido group-containing repeating sequence A and a charge-containing repeating sequence B, which are repetitions of a ureido group-containing structure represented by the following formula (1), and has an upper critical solution temperature (UCST) of 4 to 50. A substrate for cell separation on which a copolymer having a temperature range of °C is immobilized.
Figure 2023006594000019

(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 1 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, a is 1 to 6 represents an integer of
電荷含有繰り返し配列Bが下記式(2)で表される電荷含有構造の繰り返しである電荷含有繰り返し配列B’である請求項1に記載の細胞分離用基材。
Figure 2023006594000020

(式(2)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、bは0~6の整数を表し、XはNH 、N(CH)H 、N(CH、N(CH 、S(CH 、COO、SO 、CSO およびPOから選択される基を表す。ただし、bが0のとき、Aは存在しない。)
2. The substrate for cell separation according to claim 1, wherein the charge-containing repeating sequence B is a charge-containing repeating sequence B' which is a repetition of the charge-containing structure represented by the following formula (2).
Figure 2023006594000020

(In formula (2), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 2 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, b is 0 to 6 and X is NH 3 + , N(CH 3 )H 2 + , N(CH 3 ) 2 H + , N(CH 3 ) 3 + , S(CH 3 ) 2 + , COO , SO 3 - represents a group selected from C 6 H 5 SO 3 - and PO 3 H - , provided that when b is 0, A 2 does not exist.)
XがNH 、N(CH)H 、N(CH、N(CH およびS(CH から選択される基である請求項2に記載の細胞分離用基材。 X is a group selected from NH3 + , N ( CH3 )H2 + , N( CH3 ) 2H+ , N ( CH3 ) 3+ and S( CH3 ) 2+ . Substrate for cell separation as described. がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であり、Rがメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、bが2であり、XがN(CHまたはN(CH である請求項3に記載の細胞分離用基材。 R 1 is a methyl group, A 1 is -(C=O)O-, a is 2, R 2 is a methyl group, A 2 is -(C=O)O-, 4. The substrate for cell separation according to claim 3, wherein b is 2 and X is N( CH3 )2H + or N( CH3 ) 3+ . が水素原子であり、Aが存在せず、aが1であり、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが1であり、XがNH である請求項3に記載の細胞分離用基材。 R 1 is a hydrogen atom, A 1 is absent, a is 1, R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 1, and X is NH 3 + Item 4. The substrate for cell separation according to item 3. Xが、COO、SO 、CSO およびPOから選択される基である請求項2に記載の細胞分離用基材。 The substrate for cell separation according to claim 2, wherein X is a group selected from COO - , SO 3 - , C 6 H 5 SO 3 - and PO 3 H - . がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、aが2であり、Rが水素原子であり、Aが存在せず、bが0であり、XがCOOである請求項6に記載の細胞分離用基材。 R 1 is a methyl group, A 1 is -(C=O)O-, a is 2, R 2 is a hydrogen atom, A 2 is absent, b is 0, X The substrate for cell separation according to claim 6, wherein is COO - . 上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ウレイド基含有繰り返し配列Aの存在比が、モル比で30%≦A<100%である請求項1~7のいずれか1項に記載の細胞分離用基材。 The cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the abundance ratio of the ureido group-containing repeating sequence A in all the monomer units constituting the copolymer is 30% ≤ A < 100% in terms of molar ratio. Substrate for separation. 上記共重合体が下記式(3)で表されるホスホリルコリン基含有構造の繰り返しであるホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cをさらに有する請求項1~8のいずれか1項に記載の細胞分離用基材。
Figure 2023006594000021

(式(3)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Aは存在しないか、-(C=O)O-または-(C=O)NH-を表し、cは1~6の整数を表す。)
The substrate for cell separation according to any one of claims 1 to 8, wherein the copolymer further has a phosphorylcholine group-containing repeating sequence C which is a repetition of a phosphorylcholine group-containing structure represented by the following formula (3).
Figure 2023006594000021

(In formula (3), R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, A 3 is absent or represents -(C=O)O- or -(C=O)NH-, c is 1 to 6 represents an integer of
がメチル基であり、Aが-(C=O)O-であり、cが2である請求項9に記載の細胞分離用基材。 The substrate for cell separation according to claim 9, wherein R 3 is a methyl group, A 3 is -(C=O)O-, and c is 2. 上記共重合体を構成する全モノマー単位中における上記ホスホリルコリン基含有繰り返し配列Cの存在比が、モル比で0%<C≦20%である請求項9または10に記載の細胞分離用基材。 11. The substrate for cell separation according to claim 9 or 10, wherein the abundance ratio of the phosphorylcholine group-containing repeating sequence C in all the monomer units constituting the copolymer is 0%<C≦20% in terms of molar ratio. 上記共重合体の数平均分子量が1,000~5,000,000である請求項1~11のいずれか1項に記載の細胞分離用基材。 The substrate for cell separation according to any one of claims 1 to 11, wherein the copolymer has a number average molecular weight of 1,000 to 5,000,000. 上記基材の材質がガラス、シリコンまたはプラスチックである請求項1~12のいずれか1項に記載の細胞分離用基材。 The substrate for cell separation according to any one of claims 1 to 12, wherein the material of said substrate is glass, silicon or plastic. 被分離細胞を含む細胞群から被分離細胞を分離するための方法であって、下記〔工程A〕、〔工程B〕および〔工程C〕を含むことを特徴とする細胞分離方法。
〔工程A〕
被分離細胞を含む細胞群を請求項1~13のいずれか1項に記載の細胞分離用基材と接触させて、被分離細胞を上記細胞分離用基材に吸着させる工程
〔工程B〕
上記細胞分離用基材に吸着された被分離細胞を洗浄する工程
〔工程C〕
温度変化により、被分離細胞を上記細胞分離用基材から脱離させる工程
A cell separation method for separating cells to be separated from a cell group containing cells to be separated, comprising the following [step A], [step B] and [step C].
[Step A]
A step of contacting a cell group containing cells to be separated with the substrate for cell separation according to any one of claims 1 to 13 to adsorb the cells to be separated to the substrate for cell separation [Step B]
A step of washing the cells to be separated adsorbed to the substrate for cell separation [Step C]
A step of detaching the cells to be separated from the cell separation substrate by changing the temperature
上記〔工程C〕中、温度変化が上記細胞分離用基材の表面に固定化されている共重合体の上限臨界溶液温度(UCST)以下の温度から上限臨界溶液温度(UCST)以上の温度まで加温することである請求項14に記載の細胞分離方法。

During the above [Step C], the temperature changes from a temperature below the upper critical solution temperature (UCST) of the copolymer immobilized on the surface of the cell separation substrate to a temperature above the upper critical solution temperature (UCST). 15. The cell separation method according to claim 14, which is heating.

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