JP2588181B2 - Magnetic and polymer particles - Google Patents

Magnetic and polymer particles

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JP2588181B2
JP2588181B2 JP61505252A JP50525286A JP2588181B2 JP 2588181 B2 JP2588181 B2 JP 2588181B2 JP 61505252 A JP61505252 A JP 61505252A JP 50525286 A JP50525286 A JP 50525286A JP 2588181 B2 JP2588181 B2 JP 2588181B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この出願は、発明者が同一でありかつ譲渡され、1985
年10月4日に出願された出願番号784,863の一部継続出
願であり、該もとの出願内容は引用して記載されてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This application is the same and assigned to the inventor, 1985.
It is a continuation-in-part application of application number 784,863, filed on October 4, 2008, the contents of which are incorporated by reference.

発明の背景 本発明は磁性金属と組合わせた特定ポリマーからなる
粒子、該粒子を含む組成物、該粒子および組成物を作る
方法と使用する方法に関するものである。さらに詳しく
は、本発明はポリマーが生化学的機能を有するこのよう
な粒子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to particles comprising a particular polymer in combination with a magnetic metal, compositions comprising the particles, methods of making and using the particles and compositions. More particularly, the invention relates to such particles where the polymer has a biochemical function.

生物学的に活性な磁性粒子は様々な製剤技術および診
断技術において使用を見出すであろう。これらのうちに
は高勾配磁気分離(HGMS)があり、これは磁場を使って
懸濁液から磁場粒子を分離するものである。これらの粒
子が興味のある生物学的材料(たとえば、細胞、薬物)
に付着している場合、興味のある材料はこれにより磁性
粒子と結合していない他の材料から分離されうる。
Biologically active magnetic particles will find use in various formulation and diagnostic techniques. These include high gradient magnetic separation (HGMS), which uses a magnetic field to separate magnetic particles from a suspension. Biological materials of interest (eg cells, drugs)
If so, the material of interest can thereby be separated from other materials that are not associated with the magnetic particles.

磁性粒子が生物学的および診断システムに有効である
場合に幾つかの性質が重要である。第一に、粒子は必要
な生物学的活性、親和性または反応性を有していなけれ
ばならず、これによりその機能を実行するであろう。第
二に、粒子は、生物学的系または反応系へ放散するため
に水性媒体中で懸濁可能でなければならない。粒子懸濁
液が安定である(すなわち、沈降したり凝集したりしな
い)こともまた望まれる。最後に、磁性粒子の懸濁液を
常法により濾過滅菌できるように小さい粒径が望まれう
る。
Some properties are important when magnetic particles are effective in biological and diagnostic systems. First, the particles must have the required biological activity, affinity or reactivity, and will perform their function. Second, the particles must be suspendable in an aqueous medium for release into the biological or reaction system. It is also desirable that the particle suspension be stable (ie, not settle or agglomerate). Finally, a small particle size may be desired so that the suspension of magnetic particles can be sterile filtered in a conventional manner.

磁性粒子はまたは有機磁性材料の調製について従来技
術では多くの技術が提案されてきている。ゲイブルら
(Gable et al.)による米国特許第4,001,288号には水
溶性と強磁性の両方を備えた磁性有機−鉄化合物の調製
について記載されている。ゲイブルらにより示された調
製において、溶液中の第一鉄を過酸化水素で処理し次い
で水酸化アンモニウムで処理して酸化鉄化合物を沈殿さ
せる。この化合物を次いで過酸化物で酸化しヒドロキシ
−カルボン酸で処理し、そしてアルカリ物質と反応させ
て可溶性物質を形成する。
Many techniques have been proposed in the prior art for the preparation of magnetic particles or organic magnetic materials. U.S. Pat. No. 4,001,288 to Gable et al. Describes the preparation of magnetic organic-iron compounds with both water solubility and ferromagnetism. In the preparation shown by Gable et al., Ferrous iron in solution is treated with hydrogen peroxide and then treated with ammonium hydroxide to precipitate the iron oxide compound. The compound is then oxidized with peroxide, treated with a hydroxy-carboxylic acid, and reacted with an alkaline material to form a soluble material.

ゲイブルらはまた、タンパク質または“タンパク分解
生成物”を第一鉄溶液へ導入し次いで反応させて酸化鉄
を沈澱させることも記載している。例に示されているた
だ1つの物質は過酸化水素で処理したゼラチンの加水分
解生成物である。
Gable et al. Also describe that proteins or "proteolytic products" are introduced into a ferrous solution and then reacted to precipitate iron oxide. The only material shown in the examples is the hydrolysis product of gelatin treated with hydrogen peroxide.

モルデイ(Molday)による米国特許第4,452,773号に
は多糖(特許ではデキストランおよびデキストラン誘導
体として例示)により被覆された“コロイドの大きさ
の”酸化鉄粒子について記載している。モルデイの粒子
は本発明の粒子調製で使用されるものと幾らかに似た方
法で作られるが、これらは本発明の粒子と実質的に異な
ると思われる。
U.S. Pat. No. 4,452,773 to Molday describes "colloidal-sized" iron oxide particles coated with a polysaccharide (exemplified in the patent as dextran and dextran derivatives). Although the Mordi particles are made in a manner somewhat similar to those used in the particle preparation of the present invention, they appear to be substantially different from the particles of the present invention.

クゼルリンスキー(Czerlinski)の米国特許第4,454,
234号には、溶液中で可逆的に懸濁しうる被覆磁性粒子
の調製(通常、磁性粒子基質における懸濁重合による)
が示されている。クゼルリンスキーにより示される懸濁
パラメーターは、粒子に磁性および非磁性を起こさせる
ために交互に用いられる彼の磁性粒子のキュリー温度効
果を含む。粒子が磁性である場合、これらは凝集する傾
向があるが、しかしこれに含まれるマグネタイトのキュ
リー温度以上の温度まで粒子を加熱すると再懸濁しう
る。
Czerlinski U.S. Patent No. 4,454,
No. 234 describes the preparation of coated magnetic particles that can be reversibly suspended in a solution (usually by suspension polymerization in a magnetic particle substrate)
It is shown. Suspension parameters exhibited by Kuzellinsky include the Curie temperature effect of his magnetic particles, which are used alternately to make the particles magnetic and non-magnetic. If the particles are magnetic, they tend to agglomerate, but can be resuspended when the particles are heated to a temperature above the Curie temperature of the magnetite contained therein.

セニエイら(Senyei et al.)の米国特許第4,230,685
号にはマグネタイト、アルブミンおよびプロテインAを
含む微小球の調製について記載されている。セニエイに
より示された調製はこれらの他の構成物の存在下にマグ
ネタイトを沈澱することは含まず、むしろ予備成形した
マグネタイト粒子のコーティングである。
Senyei et al. U.S. Pat. No. 4,230,685
The article describes the preparation of microspheres containing magnetite, albumin and protein A. The preparation shown by Seniay does not involve precipitating magnetite in the presence of these other components, but rather a coating of preformed magnetite particles.

興味があると思われる他の特許はロビンソン(Robins
on)らの米国特許第4,152,210号;モスバッハ(Mosbac
h)の第4,335,094号;ジアエバー(Giaever)の第4,01
8,886号;ケネディ(Kennedy)らの4,070,246号であ
る。これらの特許すべてが磁性生物学的粒子の調製また
は使用について記載しているが、これらのうちどれも本
発明のものと同様であるとは思われない。
Another patent that may be of interest is Robinson
on) et al., US Patent No. 4,152,210; Mosbac.
h) 4,335,094; Giaever 4,01
No. 8,886; No. 4,070,246 of Kennedy et al. Although all of these patents describe the preparation or use of magnetic biological particles, none of these are expected to be similar to those of the present invention.

用 語 活性ハロゲン:電子引抜基と結合した炭素原子と結合す
るかまたは隣接する炭素原子と結合するハロゲン原子
(たとえば;ヨード−アセトアミド、ヨード−アセテー
ト) 利用可能な配位部:立体障害されず(自由に接近されう
る)そして金属化合物(たとえばFe3O4)中の金属原子
を配位するのに適する配位部。
Terms Active Halogen: Halogen atom bonded to a carbon atom bonded to an electron-withdrawing group or bonded to an adjacent carbon atom (eg; iodo-acetamide, iodo-acetate) Available coordination unit: not sterically hindered ( A coordination moiety suitable for coordinating metal atoms in a metal compound (eg, Fe 3 O 4 ), which can be freely accessed.

生物機能的リガンド:本発明の強磁性ポリマー粒子と結
合してこれらの粒子へ特定の生物学的性質を付与しうる
生物学的活性を有する分子または生物学的系に特定の親
和力を有する分子。
Biofunctional ligand: A molecule having a biological activity or having a specific affinity for a biological system that can bind to the ferromagnetic polymer particles of the invention and confer specific biological properties to these particles.

配位部:遷移金属原子との配位結合を形成しうる“自
由”電子対を有する分子構造中の原子。
Coordination moiety: An atom in a molecular structure that has a "free" pair of electrons capable of forming a coordination bond with a transition metal atom.

変性タンパク質:化学的または構造的変性により特定の
生物機能活性(たとえば、酵素性、抗原性、抗体、等)
を失なったタンパク質。ゲイブルらにより使用されたよ
うなもの:幾つかのアミド結合の開裂が以後に残ったま
まであり分子量<10,000であるタンパク質残基。
Denatured protein: a specific biological functional activity due to chemical or structural denaturation (eg, enzymatic, antigenic, antibody, etc.)
Lost protein. As used by Gable et al .: Protein residues in which some amide bond cleavages remain thereafter and have a molecular weight <10,000.

粒子外結合:二官能性化合物の1つの官能基と強磁性−
ポリマー粒子の部位とが結合し、一方他の官能基が異な
った分子すなわち(一般には“リガンド”)の部位と結
合しているもの。
Extra-particle bonding: One functional group of a bifunctional compound and ferromagnetism-
One that is attached to a site on the polymer particle, while another functional group is attached to a site on a different molecule or molecule (generally a “ligand”).

強磁性:永久磁性鉄組成物(真の磁気モーメントを有す
る) 粒子内結合:二官能性化合物の両方の官能基が同じ磁性
−ポリマー粒子の異なった部位と結合していること。
Ferromagnetic: Permanent magnetic iron composition (having a true magnetic moment) Intraparticle bonding: Both functional groups of the bifunctional compound are bonded to different sites of the same magnetic-polymer particle.

低イオン濃度:ほぼ中性pHであって陽イオンの全濃度
(通常は緩衝剤から)が40mM未満である水溶液。
Low ionic concentration: Aqueous solution with near neutral pH and a total cation concentration (usually from a buffer) of less than 40 mM.

タンパク質:アミド(ペプチド)結合と連結し分子量1
0,000を越えるアミノ酸ポリマー。
Protein: Molecular weight 1 linked to amide (peptide) bond
Over 10,000 amino acid polymers.

再懸濁性:(たとえば、遠心分離、HGMSまたはフロキュ
レーションにより)一度凝集した物質が再分散して安定
な懸濁液を得ること。
Resuspension: The re-dispersion of a once-aggregated material (eg, by centrifugation, HGMS or flocculation) to obtain a stable suspension.

音波処理:非常に強い超音波への暴露。Sonication: Exposure to very strong ultrasound.

安定な懸濁液:標準温度および圧力にて2日間静置した
場合に沈降したりまたはそうでなければ凝集したりしな
い懸濁液。
Stable suspension: A suspension that does not settle or otherwise agglomerate when allowed to stand at standard temperature and pressure for 2 days.

発明の簡単な記載 本発明は懸濁性および再懸濁性磁性ポリマー粒子の調
製およびこれにより作られる粒子からなる。このような
粒子は特に免疫検定法において有用な性質を示し、ここ
では粒子は特定の生物機能的リガンドとともに作られ次
いで高勾配磁気分離技術により分離される。
BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises the preparation of suspendable and resuspendable magnetic polymer particles and the particles made thereby. Such particles exhibit properties particularly useful in immunoassays, where the particles are made with a particular biofunctional ligand and then separated by high gradient magnetic separation techniques.

本発明方法は、利用可能な配位部を有するポリマーの
存在下に磁性化合物として金属イオンを共沈(たとえ
ば、〔Fe(II)+Fe(III)〕または〔Fe(II)+Cr(I
II)〕し、ポリマーと金属とを反応させて磁性−ポリマ
ー粒子を沈澱させ回収することを含む。さらに、様々な
生物機能性基を粒子へ組み込み、免疫検定法、細胞捕
獲、酵素固定化反応、NMRイメージングおよび他の診断
および分析技術での使用に有用な生物機能試薬を得るよ
うにしてもよい。
The method of the present invention comprises co-precipitating a metal ion as a magnetic compound in the presence of a polymer having an available coordination moiety (eg, [Fe (II) + Fe (III)] or [Fe (II) + Cr (I
II)] and reacting the polymer with a metal to precipitate and recover the magnetic-polymer particles. In addition, various biofunctional groups may be incorporated into the particles to obtain biofunctional reagents useful for use in immunoassays, cell capture, enzyme immobilization reactions, NMR imaging and other diagnostic and analytical techniques. .

発明の詳細な説明 本発明の一実施態様によれば、Fe(II)およびFe(II
I)(一般にはFecl2およびFecl3)を含む溶液と利用可
能な配位部を有するポリマー(たとえばタンパク質)
を、強塩基たとえば水酸化アンモニウム(NH4OH)で処
理(滴定その他)してマグネタイト(Fe3O4)のような
磁性鉄酸化物をポリマーと均一に結合した形で沈澱させ
る。沈澱は、一般に迅速な撹拌と場合により音波処理を
用いた撹拌により行ない再懸濁性の磁性−ポリマー粒子
を作る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to one embodiment of the present invention, Fe (II) and Fe (II)
I) Solutions containing (typically Fecl 2 and Fecl 3 ) and polymers with available coordination moieties (eg proteins)
Is treated with a strong base such as ammonium hydroxide (NH 4 OH) (titration and the like) to precipitate a magnetic iron oxide, such as magnetite (Fe 3 O 4 ), uniformly bound with the polymer. Precipitation is generally effected by rapid stirring and, optionally, sonication to produce resuspendable magnetic-polymer particles.

沈澱後、粒子を洗い次いでほぼ中性pHで緩衝液中にて
再懸濁する。
After precipitation, the particles are washed and then resuspended in a buffer at approximately neutral pH.

本発明の他の実施態様は、共沈反応に鉄以外の他の金
属を使用することを含む。特に、Fe(III)を、他の広
い範囲の遷移金属イオンのいずれかに置き換えることが
できる。適当に選択された遷移金属イオンにより鉄を完
全に代えることができる場合もある。多くの場合、鉄以
外の金属の使用は白から暗褐色の範囲の着色粒子を製造
する。
Another embodiment of the present invention involves using other metals besides iron in the coprecipitation reaction. In particular, Fe (III) can be replaced with any of a wide range of other transition metal ions. In some cases, iron can be completely replaced by a suitably selected transition metal ion. In many cases, the use of metals other than iron produces colored particles ranging from white to dark brown.

本発明により作られた磁性−ポリマー粒子は多くの有
益な性質を示す。これらの粒子は磁性金属化合物(たと
えばマグネタイトの形態に類似した鉄、または同様な化
合物)の形を含むために磁性である。粒子は、凝集後も
再懸濁可能であり、静かに数日間貯蔵した後でさえ沈降
しない比較的安定な懸濁液を作るように配合される。さ
らに、本発明にしたがって作られる粒子は比較的小さく
(ほぼ0.01〜0.2ミクロン)、それゆえ濾過滅菌するこ
ともできる。最後に、本発明により作られる粒子は、様
々な分析、診断、および他の生物学的/医学上の用途に
有用な特定の生物機能リガンドを含むように特別仕立て
にすることができる。
Magnetic-polymer particles made according to the present invention exhibit many beneficial properties. These particles are magnetic because they contain a form of a magnetic metal compound (eg, iron similar to the form of magnetite, or a similar compound). The particles are formulated so as to be resuspendable after aggregation and to form a relatively stable suspension that does not settle even after gently storing for several days. In addition, the particles made according to the present invention are relatively small (approximately 0.01-0.2 microns) and can therefore be sterile filtered. Finally, the particles made according to the present invention can be tailored to include certain biofunctional ligands useful in various analytical, diagnostic, and other biological / medical applications.

磁性−ポリマー粒子の沈澱および再懸濁に続いて、こ
れらを二官能性試薬で処理してポリマーに存在する反応
部位を架橋してもよい。この架橋は、反応部位が同じ粒
子に結合する粒子内架橋かまたは次いで与えられた粒子
におけるポリマーに架橋する粒子外リガンドの反応物と
して有効であろう。第二の場合、2つの官能基の間が比
較的短かい距離の二官能性試薬が、粒子ポリマーと粒子
外の種類との結合を促進するために望ましい。逆に、粒
子内架橋は、より長くそして湾曲部から立体障害されな
い二官能性試薬を用いることにより促進され、これによ
り1つの粒子における2つの反応部位が1つの二官能性
分子により連結されうる。
Following precipitation and resuspension of the magnetic-polymer particles, they may be treated with a bifunctional reagent to crosslink reactive sites present in the polymer. This cross-linking may be effective as an intra-particle cross-linking where the reactive sites bind to the same particle, or as a reactant of an extra-particle ligand that then cross-links to the polymer in a given particle. In the second case, a bifunctional reagent with a relatively short distance between the two functional groups is desirable to facilitate binding of the particulate polymer to the extra-particle species. Conversely, intraparticle crosslinking is facilitated by using a bifunctional reagent that is longer and sterically unhindered from the bends, so that two reactive sites on one particle can be linked by one bifunctional molecule.

前記した沈澱または再懸濁工程のいずれかの間に音波
処理を使用することに代えて、他の種類の撹拌(たとえ
ば機械的撹拌)を行なうことができる。
Instead of using sonication during any of the precipitation or resuspension steps described above, other types of agitation (eg, mechanical agitation) can be performed.

本発明の磁性−ポリマー粒子の再懸濁は、一般に低イ
オン濃度緩衝系(たとえば40mMリン酸塩系)中で行なわ
れる。緩衝系は非イオン性溶液に再懸濁しない粒子の再
懸濁化を可能にする。リン酸塩緩衝剤に加え、ホウ酸塩
および硫酸塩系もまた使用されうる。
Resuspension of the magnetic-polymer particles of the present invention is generally performed in a low ionic concentration buffer system (eg, a 40 mM phosphate system). The buffer system allows for resuspension of particles that do not resuspend in the nonionic solution. In addition to phosphate buffers, borate and sulfate systems can also be used.

本発明におけるポリマーおよび金属の均質な会合は、
ポリマーにおける配位部による共沈の間に存在する金属
の配位の結果であると思われる。ある種の配位部は、あ
る原子により形成されうる配位結合の強さと周囲の原子
により課せられる空間的障害の両方に基づいて、他より
一層“利用可能”であると仮定される。たとえば、“自
由”電子対を有する酸素原子がアミン窒素原子より強く
鉄と錯体を形成しそして非常に大きな程度までヒドロキ
シル酸素原子が錯体を形成することは知られている。す
なわち、オキシ−酸官能基を有するポリマーはアミン置
換ポリマーよりも良好な生成物粒子を提供すべきであ
る。同様に、近くまで自由に接近されうる配位部は、接
近経路または接近距離のいずれかで妨害される部位より
良好な遂行能力を得るであろう。
The homogeneous association of the polymer and metal in the present invention
It is believed to be the result of coordination of the metals present during co-precipitation by coordination sites in the polymer. Certain coordination moieties are assumed to be more "available" than others based on both the strength of the coordination bonds that can be formed by one atom and the spatial barriers imposed by surrounding atoms. For example, it is known that oxygen atoms having a "free" electron pair complex iron more strongly than amine nitrogen atoms and, to a much greater extent, hydroxyl oxygen atoms. That is, polymers having oxy-acid functionality should provide better product particles than amine-substituted polymers. Similarly, a configuration that can be freely approached to near will obtain better performance than sites obstructed by either the approach path or the approach distance.

上記の傾向は、本発明者らが行なった様々な実験にお
いて質的に観察される。“利用可能な配位部”の存在
は、本発明の再懸濁可能な磁性−ポリマー粒子の製造に
必要と思われる。たとえば、天然タンパク質、合成タン
パク質、ポリ−アミノ酸、カリボキシ−ポリ−アルキ
ル、アルコキシ−ポリ−アルキル、アミノ−ポリ−アル
キル、ヒドロキシ−ポリ−アルキルのような様々なポリ
マーおよびこれらの様々のコポリマーはすべて本発明の
粒子を製造することが立証される。さらに、他のポリマ
ーたとえばスルホキシ−ポリ−アルキル、ポリ−アクリ
ルアミン、ポリ−アクリル酸および置換されたポリ−ア
ルキレンは本発明の粒子を製造する。
The above tendency is qualitatively observed in various experiments performed by the present inventors. The presence of "available coordination moieties" may be necessary for the production of the resuspendable magnetic-polymer particles of the present invention. For example, various polymers and their various copolymers, such as natural proteins, synthetic proteins, poly-amino acids, carboxoxy-poly-alkyl, alkoxy-poly-alkyl, amino-poly-alkyl, hydroxy-poly-alkyl, are all described herein. It is proven to produce the particles of the invention. In addition, other polymers such as sulfoxy-poly-alkyl, poly-acrylamine, poly-acrylic acid and substituted poly-alkylene make the particles of the present invention.

共沈反応で使用されるべき遷移金属を選択する際に、
幾つかの規準が重要であると思われる。第一に、最終化
合物はその構造中に1個以上の不対電子を有していなけ
ればならない。第二に、金属の1つはポリマーと結合す
るために利用可能な配位部を有さなければならない。第
三に、共沈は立法詰込または六方詰込(たとえば、立方
体:スピネルまたは逆スピネル)結晶構造を形成するこ
とができなければならない。この最後の要求は、化合物
が磁性であるために非常に密に充てんされる必要性から
の結果であると思われる。
In selecting the transition metal to be used in the coprecipitation reaction,
Several criteria appear to be important. First, the final compound must have one or more unpaired electrons in its structure. Second, one of the metals must have a coordination site available for binding with the polymer. Third, the coprecipitation must be capable of forming a cubic or hexagonal (eg, cubic: spinel or inverse spinel) crystal structure. This last requirement appears to be the result of the need to be very tightly packed because the compound is magnetic.

最後に、本発明の粒子を調製するのに有効なポリマー
は、“特別仕立て”にして特定の生物機能活性を示すモ
ノマーを含むようにしてもよい。このようなポリマーを
使用すると生物機能を有する磁性−ポリマー粒子の直接
の沈澱が可能になり、これにより該ポリマーの特定の生
物機能活性を当てにする検定に有用とするために処理が
わずかに必要かまったく必要でなくなる。
Finally, the polymers useful in preparing the particles of the present invention may be "tailored" to include monomers that exhibit a particular biofunctional activity. The use of such polymers allows for the direct precipitation of biofunctional magnetic-polymer particles, which requires little processing to be useful in assays that rely on the specific biofunctional activity of the polymer. Or no need at all.

特定の用途において、より大きく、安定性の低い粒子
が有効である。本発明の粒子は、いまだのその生物機能
性および磁性の両方を保持したままで凝集するように作
られてもよい。粒子の凝集は、懸濁液をあらかじめ決め
られた量の、たとえば塩化バリウム溶液で処理すること
により行ないうる。この処理は、粒子を予め決められた
期間懸濁液から沈降させさらに別の手段を実行するか、
またより大きな粒子が比較的小さい磁石により容易に攻
撃されるようにしてもよい。
For certain applications, larger, less stable particles are useful. The particles of the present invention may be made to aggregate while still retaining both their biofunctionality and magnetism. Agglomeration of the particles can be achieved by treating the suspension with a predetermined amount of, for example, a barium chloride solution. This process may cause the particles to settle out of the suspension for a predetermined period of time, or perform further means,
Also, larger particles may be easily attacked by relatively small magnets.

以下の例により磁性−ポリマー粒子調製および使用の
様々なパラメーターを説明する: 例1−一般的調製手段 代表的(ミクロ)調製物用の出発水溶液は次のとおり
である: 与えられたタンパク質の1mg/ml溶液 FeCl3 500mg/ml FeCl2 200mg/ml リン酸塩緩衝液(ほぼpH7) 20mM 水酸化アンモニウム溶液(NH4OH) 7.5%または15% 調製は、タンパク質溶液2.5mlを蒸留水を容量20mlま
で希釈することにより始まる。FeCl2175μとFeCl3140
μを加える。最後に、水酸化アンモニウム溶液約200
μを加える。
The following examples illustrate various parameters of magnetic-polymer particle preparation and use: Example 1 General Preparation Procedure The starting aqueous solution for a representative (micro) preparation is as follows: 1 mg of the given protein / ml solution FeCl 3 500mg / ml FeCl 2 200mg / ml phosphate buffer (almost pH 7) 20mM ammonium hydroxide solution (NH 4 OH) 7.5% or 15% To prepare 2.5ml protein solution and 20ml distilled water Start by diluting to FeCl 2 175μ and FeCl 3 140
Add μ. Finally, ammonium hydroxide solution about 200
Add μ.

添加される塩基の量は通常予め計算され、反応混合物
におけるタンパク質またはポリマーの総量およびその特
定タンパク質またはポリマーの緩衝能を勘案するという
ことは注意すべきである。目的とするところは、酸化鉄
の沈澱を許す程十分な程度までpHを上げるが、しかし物
質を変性するpH以上にしないことによりタンパク質また
はポリマーの実質的活性を維持することである。
It should be noted that the amount of base added is usually pre-calculated and takes into account the total amount of protein or polymer in the reaction mixture and the buffering capacity of that particular protein or polymer. The goal is to increase the pH to a degree sufficient to allow precipitation of the iron oxide, but to maintain substantial activity of the protein or polymer by not exceeding the pH that denatures the material.

これらの物質は、連続撹拌しながらすべて反応容器へ
添加され均質反応混合物を促進する。塩基(NH4OH)を
添加するとただちに黒色粒子が沈澱する。反応混合物
を、代表的には3,000rpmで15分間遠心分離し、上清を廃
棄する。次いでペレットをバラバラにし、物質をリン酸
緩衝液20mlで、代表的には3回の洗浄サイクルで、遠心
分離しながら洗浄する。最後の洗浄後、ペレットを再び
バラバラにし、物質を緩衝液中にて音波処理の影響下に
再懸濁する。最終溶液は、強磁性−ポリマー粒子の安定
な懸濁液である透明な薄黄色または茶色の溶液である。
方法を通して、鉄の凝集体残渣は常に見られない。
These materials are all added to the reaction vessel with continuous stirring to promote a homogeneous reaction mixture. Black particles precipitate as soon as the base (NH 4 OH) is added. The reaction mixture is centrifuged, typically at 3,000 rpm for 15 minutes, and the supernatant is discarded. The pellet is then broken up and the material is washed with 20 ml of phosphate buffer, typically in three washing cycles, with centrifugation. After the last wash, the pellet is broken up again and the material is resuspended in buffer under the influence of sonication. The final solution is a clear, pale yellow or brown solution that is a stable suspension of ferromagnetic-polymer particles.
Throughout the process, iron agglomerate residues are not always found.

粒子のその後の処理は以下に記載のいずれかの手段に
より進められ、これには生物機能試薬との粒子内架橋ま
たは粒子外架橋が含まれる。
Subsequent processing of the particles may proceed by any of the means described below, including intra-particle or extra-particle cross-linking with the biofunctional reagent.

例1A−鉄以外の金属の使用 上記したように、鉄以外の金属を本発明磁性−ポリマ
ー粒子へ混入してもよい。以下に、磁性−ポリマー粒子
の調製に使用されうるイオンの表(非−制限的)を示
す: Co(II)+Ga(III) Ga(III)+Er(III) Co(II)+Ru(III) Ga(III)+Ru(III) Co(II)+Mn(II) Ga(III)+Mn(II) Ga(III)+V(III) Co(II)+V(III) Ga(III)+Mo(V) Ga(III)+Fe(III) V(III)+Fe(III) Mn(II)+Ru(III) V(III)+Mn(II) Co(II)+Mo(V) Cr(III)+Ga(III) Cr(III)+Mn(II) Er(III)+Ru(III) Er(III)+Co(II) Mn(II)+Er(III) Cr(III)+Fe(II) 上記表に加えて、その起電力電位がFe(II)をFe(II
I)へ酸化するのに不十分である選択された遷移金属と
組み合わせてFe(II)を使用することもできる。上記表
に挙げた金属のうち、V(III)だけがFe(III)を酸化
する能力があり、それゆえ不適当である。
Example 1A-Use of Metals Other than Iron As noted above, metals other than iron may be incorporated into the magnetic-polymer particles of the present invention. The following is a non-limiting table of ions that can be used to prepare the magnetic-polymer particles: Co (II) + Ga (III) Ga (III) + Er (III) Co (II) + Ru (III) Ga (III) + Ru (III) Co (II) + Mn (II) Ga (III) + Mn (II) Ga (III) + V (III) Co (II) + V (III) Ga (III) + Mo (V) Ga (III) ) + Fe (III) V (III) + Fe (III) Mn (II) + Ru (III) V (III) + Mn (II) Co (II) + Mo (V) Cr (III) + Ga (III) Cr (III) + Mn (II) Er (III) + Ru (III) Er (III) + Co (II) Mn (II) + Er (III) Cr (III) + Fe (II) In addition to the above table, the electromotive potential is Fe (II) To Fe (II
Fe (II) can also be used in combination with selected transition metals that are insufficient to oxidize to I). Of the metals listed in the table above, only V (III) is capable of oxidizing Fe (III) and is therefore unsuitable.

例2−抗体結合粒子 2つの溶液(それぞれ40ml)を超音波波浴中で急速に
混合し混合を促進する。2つともウシ血清アルブミン
(BSA)1.5mg/mlを含む。1つは水酸化アンモニウム(3
0%を8ml、最終濃度=74mM)を含む。他の1つは塩化第
一鉄140mgと塩化第二鉄280mgを含む(全鉄濃度、混合後
1mg/ml)。黒色沈澱物がただちに形成する。撹拌しなが
ら氷酢酸6mlを加えることにより混合物を中和する。サ
ンプルを4つの試験管へ分け、沈澱物を遠心分離(3000
rpm、15分間)で洗い、黄金色で若干濁った上清中に残
った少量の鉄を廃棄する。ペレットを中性pHにて20mMリ
ン酸緩衝液20ml中に再懸濁する。粒子5mlを含む4つの
試験管の各々をカップホーン付属品を有するブランソン
音波処理機中で5分間音波処理する。
Example 2-Antibody-Bound Particles Two solutions (40 ml each) are rapidly mixed in an ultrasonic bath to facilitate mixing. Both contain 1.5 mg / ml bovine serum albumin (BSA). One is ammonium hydroxide (3
0% 8 ml, final concentration = 74 mM). The other contains 140 mg ferrous chloride and 280 mg ferric chloride (total iron concentration, after mixing
1 mg / ml). A black precipitate forms immediately. The mixture is neutralized by adding 6 ml of glacial acetic acid with stirring. Divide the sample into four tubes and centrifuge the precipitate (3000
(rpm, 15 min) and discard the small amount of iron remaining in the golden, slightly turbid supernatant. Resuspend the pellet in 20 ml of 20 mM phosphate buffer at neutral pH. Each of the four tubes containing 5 ml of particles is sonicated for 5 minutes in a Branson sonicator with a cup horn accessory.

粒子における利用可能なアミノ基はスクシンイミジル
−プロピオノ−ジチオピリジン(SPDP)と反応して後で
抗体と結合するためのこれらの部分を作る。この反応
(粒子20ml+SPDP5mg)は撹拌しながら氷中で1時間進
行する。次いでアミノ−反応性架橋試薬エチレン−グリ
コール−ジスクシンイミド−エステル(EGS)25mgを加
えてさらに粒子を安定化させる。混合物を撹拌しながら
さらに1時間反応させる。EGSは残りのいずれかのアミ
ノ残基と架橋しこれは結合ときわめて近似している。他
の残りのアミノ基はEGS分子の末端の1つの結合し、一
方他のものは結局加水分解してカルボキシル基になる。
この結果、粒子表面において陽電荷基の陰電荷基への正
味の転化が起こりこれはコロイド状懸濁液の安定性を促
進すると思われる。
The available amino groups on the particles react with succinimidyl-propiono-dithiopyridine (SPDP) to make these moieties for later binding to antibodies. This reaction (20 ml of particles + 5 mg of SPDP) proceeds for 1 hour in ice with stirring. The particles are then further stabilized by adding 25 mg of the amino-reactive crosslinking reagent ethylene-glycol-disuccinimide-ester (EGS). The mixture is reacted for a further hour with stirring. EGS cross-links with any of the remaining amino residues, which is very similar to the bond. The other remaining amino groups attach to one of the ends of the EGS molecule, while the others eventually hydrolyze to carboxyl groups.
This results in a net conversion of positively charged groups to negatively charged groups at the particle surface, which is believed to promote the stability of the colloidal suspension.

反応期間の最後に、調製物を50ml試験管へ移し、3モ
ルNaCl水溶液10mを加えて粒子を“塩析”する。10分間
室温で凝集された後、粒子を10分間1500rpmで遠心分離
する。無色透明の上清を廃棄する。ペレットを再懸濁
し、2回以上遠心分離した後に20mMリン酸緩衝液を20ml
中の最終懸濁液を受け取る(この時点で音波処理は通常
必要ない)。
At the end of the reaction period, the preparation is transferred to a 50 ml test tube and the particles are "salted out" by adding 10 m of a 3 molar aqueous NaCl solution. After aggregation at room temperature for 10 minutes, the particles are centrifuged at 1500 rpm for 10 minutes. Discard the clear, colorless supernatant. After resuspending the pellet and centrifuging twice or more, add 20 ml of 20 mM phosphate buffer
Receive the final suspension in (sonication is not usually required at this point).

粒子を、都合良く検定される抗原として、ホースラデ
ィッシュペルオキシダーゼに特異的なヤギ抗血清と結合
する。抗血清はSPDPとの反応により活性化される。30分
間室温にて、総タンパク質1.28mgを含む抗血清0.128ml
をSPDP12.8μgと反応させ、リン酸緩衝液0.512mlへ希
釈する。30分後、ジチオスレイトール(DTT)3.1mgを加
えSPDPをその遊離スルフヒドリル形へ転化する。反応さ
れたAbは小さいゲル濾過カラム中で分離する(脱塩
化)。
The particles are conjugated to a goat antiserum specific for horseradish peroxidase as a conveniently assayed antigen. Antiserum is activated by reaction with SPDP. 0.128 ml of antiserum containing 1.28 mg of total protein for 30 minutes at room temperature
Is reacted with 12.8 μg of SPDP and diluted to 0.512 ml of phosphate buffer. After 30 minutes, 3.1 mg of dithiothreitol (DTT) is added to convert SPDP to its free sulfhydryl form. The reacted Ab is separated in a small gel filtration column (desalting).

チオール化抗血清とSPDP−活性化粒子を6.4ml含有抗
体(100%回収であれば抗血清タンパク質 .64mg)を加
えることにより反応させ鉄14mgを含む粒子とする。反応
混合物中の濃度は抗血清タンパク質については1.0mg/ml
であり粒子鉄では2.2mg/mlであり、総量6.4mlである。
4℃で1時間後、粒子を塩析し洗浄する。
The thiolated antiserum and SPDP-activated particles are allowed to react by adding 6.4 ml of an antibody (0.64 mg of antiserum protein for 100% recovery) to give particles containing 14 mg of iron. The concentration in the reaction mixture is 1.0 mg / ml for antiserum proteins
And 2.2 mg / ml for particulate iron, for a total volume of 6.4 ml.
After 1 hour at 4 ° C., the particles are salted out and washed.

ペレットを3.2mlリン酸緩衝液中で再懸濁し、1分間
音波処理を行なう。
The pellet is resuspended in 3.2 ml phosphate buffer and sonicated for 1 minute.

マグネタイトが結合した抗ペルオキシダーゼの抗原結
合活性は、遊離ホースラディッシュペルオキシダーゼ
(HRP)を用いて粒子のアリコートをインキュベート
し、粒子を塩析し、これらを洗浄し、発色分析で酵素活
性について再懸濁粒子を分析する。抗体結合粒子は、無
関係な抗原に特異的である同様な抗体と結合した対照粒
子調製物と同じ程沢山の酵素を10回を越えて捕捉した。
Antigen binding activity of magnetite-bound anti-peroxidase was determined by incubating aliquots of particles with free horseradish peroxidase (HRP), salting out the particles, washing them, and resuspending the particles in a colorimetric assay for enzyme activity. To analyze. The antibody-bound particles captured as much enzyme more than 10 times as control particle preparations conjugated to similar antibodies specific for an irrelevant antigen.

例3沃素の放射性同位体を含む粒子 粒子を例2に記載の方法により作るが、ただし少量の
放射性沃素化(125I)BSAをタンパク質成分のトレーサ
ーとして反応物へ加え、そして沈澱反反応における鉄お
よびBSAの量を以下のように変えた4つの調製物を作
る: A.1.25mgFe/mlおよび1.5mgBSA/ml(通常の濃度) B.3.75mgFe/mlおよび1.5mgBSA/ml(鉄濃度が高い) C.1.25mgFe/mlおよび5.0mgBSA/ml(BSA濃度が高い) D.3.75mgFe/mlおよび5.0mgBSA/ml(鉄濃度およびBSA濃
度が高い) 沈澱後すぐではあるがいずれの洗浄工程も行なわない
時点で、サンプルをカウント混合物中の放射性ラベルを
定量する。次いで粒子を遠心分離し、洗浄し、再懸濁
し、そしてカウントする。その結果、混合物AおよびB
についてはBSAの完全な利用(マグネタイトペレットへ
の混入)、高BSAサンプル(C)ではわずか60%の混
入、そして鉄対タンパク質のほぼ最初の比に戻るまで鉄
の量を増やした場合(サンプルD)には完全な混入まで
戻ることが明らかになった。鉄が完全にマグネタイト
(Fe3O4)へ転化したと仮定すれば4つの調製物の組成
は次のようである: A.46% タンパク質、54% マグネタイト B.22% タンパク質、78% マグネタイト C.63% タンパク質、37% マグネタイト D.49% タンパク質、51% マグネタイト 沈降および音波処理による再懸濁の間のBSA損失に対
するタンパク質−マグネタイト粒子の安定性を試験す
る。再懸濁後、粒子を再び“塩析”し、上清に残った放
射性BSAをカウントする。粒子へ混入された平均40%
(標準偏差=11%)のカウント物が損失した。この方法
を繰り返すと、次の洗浄における損失が減少した(14
%、標準偏差=4%)。
Example 3 Particles Containing Radioactive Isotopes of Iodine Particles are made by the method described in Example 2, except that a small amount of radioiodinated ( 125 I) BSA is added to the reaction as a tracer of the protein component and iron in the precipitation reaction And make four preparations with varying amounts of BSA as follows: A. 1.25 mg Fe / ml and 1.5 mg BSA / ml (normal concentration) B. 3.75 mg Fe / ml and 1.5 mg BSA / ml (high iron concentration C. 1.25 mg Fe / ml and 5.0 mg BSA / ml (high BSA concentration) D. 3.75 mg Fe / ml and 5.0 mg BSA / ml (high iron and BSA concentration) Immediately after precipitation, all washing steps are performed At no time, count the sample and quantify the radiolabel in the mixture. The particles are then centrifuged, washed, resuspended and counted. As a result, mixtures A and B
For full utilization of BSA (incorporation in magnetite pellets), only 60% contamination in high BSA sample (C), and increasing the amount of iron until almost the initial ratio of iron to protein (sample D) ) Was found to return to complete contamination. Assuming that the iron was completely converted to magnetite (Fe 3 O 4 ), the composition of the four preparations is as follows: A. 46% protein, 54% magnetite B. 22% protein, 78% magnetite C .63% protein, 37% magnetite D.49% protein, 51% magnetite Test the stability of protein-magnetite particles against BSA loss during sedimentation and resuspension by sonication. After resuspension, the particles are again "salted out" and the radioactive BSA remaining in the supernatant is counted. 40% average mixed into particles
(Standard deviation = 11%) counts were lost. Repeating this procedure reduced losses in the next wash (14
%, Standard deviation = 4%).

例5.−抗原と結合した粒子を用いた磁性免疫検定の証明 上記例2に記載したように、粒子を沈澱させそしてSP
DPを用いてヒトIgMと結合して磁性抗原を作る。粒子−I
gM磁性抗原は、アルカリホスファターゼ酵素(Ab−Ap)
が結合したヒトIgMに対する市販抗体と結合する。Ab−A
pの1:500の希釈液を、1%BSA含有ホスフェート100μ
中でIgM−マグネタイト約250μgとともにインキュベー
トする。IgM−マグネタイトに結合したAb−Apの量は、
小さい磁性フィルターにインキュベーション混合物を通
過させることにより定量される。次いでフィルター床を
過剰の緩衝液で洗い、酵素基質を含む緩衝液を入れる。
15分間インキュベーションしてから、緩衝液を溶出しフ
ィルター上に捕獲された酵素により生ずる反応生成物の
量を光学密度測定により測定する。
Example 5-Demonstration of a magnetic immunoassay using particles bound to antigen Particles were precipitated and SP as described in Example 2 above.
Use DP to bind to human IgM to make a magnetic antigen. Particle-I
gM magnetic antigen is alkaline phosphatase enzyme (Ab-Ap)
Binds to a commercially available antibody against human IgM bound. Ab-A
1: 500 dilution of p in 100 μl of phosphate containing 1% BSA
Incubate with about 250 μg of IgM-magnetite in. The amount of Ab-Ap bound to IgM-magnetite is
It is quantified by passing the incubation mixture through a small magnetic filter. The filter bed is then washed with excess buffer and buffered with the enzyme substrate.
After 15 minutes of incubation, the buffer is eluted and the amount of reaction product produced by the enzyme captured on the filter is determined by optical densitometry.

上記方法はヒトIgMに対する競合型免疫検定法の基本
を形成する。少量の遊離IgMをインキュベーション混合
物へ加えると、磁性−抗原による酵素の捕獲は特異的に
阻害される。インキュベーション混合物におけるIgMの
関数としてフィルター上の酵素活性を減少をグラフ化し
て検量線を作る。これは、この方法を競合型免疫検定法
として使用することを可能にしIgMの未知量を測定でき
る。感度はほぼ0.15mg/ml(フィルターにおける酵素活
性の特異的捕捉を50%減少するIgMの濃度)である。
The above method forms the basis of a competitive immunoassay for human IgM. When a small amount of free IgM is added to the incubation mixture, the capture of the enzyme by the magnetic-antigen is specifically inhibited. A calibration curve is made by graphing the decrease in enzyme activity on the filter as a function of IgM in the incubation mixture. This allows the method to be used as a competitive immunoassay, allowing the determination of unknown quantities of IgM. The sensitivity is approximately 0.15 mg / ml (the concentration of IgM that reduces the specific capture of enzyme activity in the filter by 50%).

例6−活性を保持する抗体を含有する粒子の調合による
直接製造 BSAとヤギ抗体(ヤギの抗−ウサギ−免疫グロブリン
のIgG分画)の混合物を用いて7つの沈澱反応を行な
う。各々における抗体の総量は .75または.375mg/mlの
いずれかである。これへBSAを加えないか、または.37
5、.75、1.5もしくは3.0mg/mlまで総タンパク質を増や
すに十分な量のBSAを加える。各2mlサンプルへFeCl23.5
mgとFeCl37.0mgを加える。30%NH4OH20μを加えて粒
子を沈澱させpH9.4にする。次いで配合物を酢酸で中和
し、遠心分離機中で回転しそして洗浄する。ペレット化
粒子を各々2分間音波処理して再懸濁する。各調製物の
半分を数時間二官能性試薬EGS(0.31mg/ml)を用いて処
理する。EGS処理後、1.5M NaClで粒子を塩析し、洗浄
し、そして各々1分間の音波処理により再懸濁する。
Example 6-Direct Preparation by Preparation of Particles Containing Antibodies Retaining Activity Seven precipitation reactions are performed using a mixture of BSA and goat antibody (goat anti-rabbit-IgG fraction of immunoglobulin). The total amount of antibody in each is either .75 or .375 mg / ml. Do not add BSA to this or .37
Add enough BSA to increase total protein to 5, .75, 1.5 or 3.0 mg / ml. FeCl 2 3.5 to each 2ml sample
mg and 7.0 mg of FeCl 3 . The particles are precipitated by adding 20μ of 30% NH 4 OH to pH 9.4. The formulation is then neutralized with acetic acid, spun in a centrifuge and washed. The pelleted particles are each resuspended by sonication for 2 minutes. One half of each preparation is treated with the bifunctional reagent EGS (0.31 mg / ml) for several hours. After EGS treatment, the particles are salted out with 1.5 M NaCl, washed and resuspended by sonication for 1 minute each.

IgG(BSAなし)で作られたEGS処理なしの粒子は約24
時間のうちに懸濁液から自然に沈降する。これは、0.75
mg/mlおよび0.375mg/ml調製物の両方ともに本当であ
る。しかしながら、両方ともEGS処理を受けた調製物の
半分は懸濁液中で安定であり、使用可能である。
Approximately 24 particles without EGS made of IgG (no BSA)
Settles out of suspension over time. This is 0.75
Both the mg / ml and 0.375 mg / ml preparations are true. However, both preparations that have undergone EGS treatment are half stable in suspension and can be used.

血球凝集反応により12のサンプルをヤギ−抗−ウサギ
−Ig活性について試験する。微量滴定板の一連の凹部に
ヤギの赤血球細胞(SRBC)とSRBCに対するウサギ抗体の
副−凝集反応濃縮物を含むように組立てる。それぞれの
列において、列の各々連続する凹部に2倍ずつ減少する
濃度で粒子を加える。数時間後、凝集が見られうる最大
凹部を各々の列について観察する。より活性な粒子がよ
り低濃度(より大きな凹部番号)で凝集する。12の調製
物についての結果を次表に示す。
Twelve samples are tested for goat-anti-rabbit-Ig activity by hemagglutination. The microtiter plate is assembled to contain a series of recesses of goat red blood cells (SRBC) and a sub-agglutination concentrate of rabbit antibodies to SRBC. In each row, particles are added to each successive recess of the row at a concentration that is reduced by a factor of two. After several hours, the largest depression where aggregation can be seen is observed for each row. The more active particles aggregate at lower concentrations (higher recess numbers). The results for the 12 preparations are shown in the following table.

2週間4℃で貯蔵後、血球凝集を総タンパク質1.5mg/
mlで作られたサンプルか繰り返す。活性は実質的に変化
しない。結合の特異性は、抗−SRBC抗体が排除されてい
る対照列の凹部では血球凝集が見られないという事実に
より示される。
After storage at 4 ° C. for 2 weeks, hemagglutination was measured at 1.5 mg total protein /
Repeat for samples made in ml. Activity does not substantially change. The specificity of the binding is indicated by the fact that no hemagglutination is seen in the recesses of the control row where the anti-SRBC antibody has been excluded.

結 論: (i)抗原結合活性はEGSにより強く影響される。同じ
総タンパク質で作られた粒子において、Abをより多量に
含む調製物においてより活性であることが見られた。
Conclusion: (i) Antigen binding activity is strongly affected by EGS. In particles made of the same total protein, it was found to be more active in preparations containing higher amounts of Ab.

(ii)いずれかの量のAbを含むがしかし増加する量のBS
Aを含む粒子において、総タンパク質1.5mg/mlまで改善
されそしてその点以上では活性が若干低下するように見
える。
(Ii) BS containing any but increasing amounts of Ab
In the particles containing A, it appears to be improved to 1.5 mg / ml total protein and above that point the activity is slightly reduced.

例 7 125I−標識化タンパク質(HSA)を含む磁性粒子で実
験を行ないタンパク質組成物に関係する粒子の安定度を
評価する。
Example 7 Experiments are performed on magnetic particles containing 125 I-labeled protein (HSA) to evaluate the stability of the particles relative to the protein composition.

物質および方法 粒子を、ICl法によりヨウ素化された125I−ラベル化H
SAを用いて調製する。3つの調製物を、0.05,0.5および
1.0mg/mlのHSAの総タンパク質濃度を含むように作られ
る。これらサンプルの各々は同量のFeを用いて調製され
る。“温”および“冷”タンパク質の相対割合は特異的
活性(4,000c.p.m/μg)がそれぞれの場合同じである
ように調節される。
Materials and Methods Particles were treated with 125 I-labeled H
Prepare using SA. The three preparations are 0.05, 0.5 and
Made to contain a total protein concentration of HSA of 1.0 mg / ml. Each of these samples is prepared using the same amount of Fe. The relative proportions of the "hot" and "cold" proteins are adjusted such that the specific activity (4,000 cpm / μg) is the same in each case.

結 果 各々の場合、粒子形成後ただちに上清中に存在する放
射性ラベルの量を評価する。続く洗浄工程において失な
われる放射性ラベルの量もまた測定される。最終的に音
波処理した粒子懸濁液を放射性・ラベルについて評価
し、Fe含量およびタンパク質/Fe比がしたがって測定さ
れる。結果を第IV表に要約する。
Results In each case, the amount of radiolabel present in the supernatant immediately after particle formation is assessed. The amount of radiolabel lost in subsequent washing steps is also measured. The final sonicated particle suspension is evaluated for radiolabel and the Fe content and protein / Fe ratio are measured accordingly. The results are summarized in Table IV.

使用される条件下で、最終Fe含量はほぼ1−1.56mg/m
lである。0.05および0.5mg/mlのタンパク質濃度を含む
調製物の場合にラベル化タンパク質のほとんどすべてを
初期沈澱物へ混入する。しかしながら、タンパク質が1m
g/mlの濃度で使用される場合、放射性ラベルの実質的割
合(ほぼ30%)が上清中に残る。このことは、これらの
条件下でタンパク質をタンパク質濃度0.5mg/mlまで混入
することに関して粒子形成が有効であることを示す。よ
り高いタンパク質濃度が飽和効果をもたらす結果となり
これにより過剰のタンパク質が溶液中に残るようであ
る。
Under the conditions used, the final Fe content is approximately 1-1.56 mg / m
l. In the case of preparations containing protein concentrations of 0.05 and 0.5 mg / ml, almost all of the labeled protein is incorporated into the initial precipitate. However, the protein is 1m
When used at a concentration of g / ml, a substantial proportion (approximately 30%) of the radiolabel remains in the supernatant. This indicates that particle formation is effective under these conditions for contaminating the protein to a protein concentration of 0.5 mg / ml. Higher protein concentrations result in a saturating effect, which seems to leave excess protein in solution.

この結論は、タンパク質Fe比が実質的にタンパク質0.
05から0.5mg/mlまで上昇するが、しかし1.0mg/mlでさら
にこれ以上の増加が見られないという事実によりさらに
立証される。
The conclusion is that the protein Fe ratio is substantially equal to protein 0.
It rises from 05 to 0.5 mg / ml, but is further substantiated by the fact that 1.0 mg / ml shows no further increase.

粒子は洗浄工程を通してタンパク質含量に関して比較
的安定であるようである(重大なことに、粒子が高HSA
濃度で形成すると、続く粒子の洗浄工程の間により多く
の放射性ラベルを失なう)。125I−ラベルの損失の幾ら
かは少量の影響されないタンパク質/マグネタイト粒子
の損失により計測されるということも注意すべきであ
る。
The particles appear to be relatively stable with respect to protein content throughout the washing process (importantly, the particles have high HSA
Forming at a concentration loses more radioactive label during the subsequent particle washing step). It should also be noted that some of the 125 I-label loss is measured by the loss of small amounts of unaffected protein / magnetite particles.

また、これら粒子調製物における遊離タンパク質の存
在をゲル濾過により評価する実験も行なう。予備実験に
よれば非常にわずかなタンパク質が音波処理後に“粒子
−遊離”になるようであることが示された。また、調製
物を7日間まで貯蔵するともうこれ以上のタンパク質
が、“滲出”しないようである。さらに、第二の音波処
理は遊離タンパク質の割合を増加しないようである。
Experiments are also performed to evaluate the presence of free protein in these particle preparations by gel filtration. Preliminary experiments have shown that very little protein appears to be "particle-free" after sonication. Also, when the preparation is stored for up to 7 days, no more protein appears to "exude". Furthermore, the second sonication does not appear to increase the percentage of free protein.

上記技術により、反応基を有するポリマーを使用して
光活性粒子を作り次いで特定の生物機能化合物と結合す
るようにしてもよい。
According to the above technique, a polymer having a reactive group may be used to form a photoactive particle and then be combined with a specific biofunctional compound.

例8−比較例 モルデイの調製法を反復しそしてこれらの本発明方法
と比較する試みにおいて、2系列の反応混合物を調製す
る。混合物の第一列はモルデイにより教示されるように
デキストランと鉄濃縮物で始まり、10の累乗ずつデキス
トラン濃度を逐次減少して最終粒状特性におけるデキス
トラン濃縮物効果を評価する。反応混合物の第二の系列
は本発明にしたがってデキストランと鉄濃縮物で始まり
10の累乗ずつデキストラン濃縮物を逐次増加する。これ
らの系列の調製物結果を第III表にまとめる。
Example 8-Comparative Example In an attempt to repeat the Mordei preparation method and compare these methods to the present invention, two series of reaction mixtures are prepared. The first row of the mixture begins with dextran and iron concentrate as taught by Mordey and evaluates the effect of the dextran concentrate on the final particulate characteristics by sequentially decreasing the dextran concentration by a power of 10. A second series of reaction mixtures starts with dextran and iron concentrate according to the invention.
The dextran concentrate is increased sequentially by a power of 10. The preparation results for these series are summarized in Table III.

比較データから明らかなように、モルデイにより示さ
れた手段に従う調製物は再懸濁性粒子をうることができ
ない。デキストランの濃度が本発明で用いられる範囲の
方向へ減少するにしたがって、生成物粒子の品質が落ち
これらの粒子の懸濁液が不安定になる。これと対照的
に、本発明により示されるようにデキストランと鉄の濃
縮物は、弱い磁性の粒子の限界的に許容されうる安定な
懸濁液を生産する。モルデイにより示される方向へデキ
ストラン濃度を増やすと、しかしながら、沈澱しない結
果となりそして粒子は製造されない。条件におけるこの
分岐点、ならびに粒子の大きさにおけるある種の性質的
差異、および鉄対ポリマー比が、モルデイにより示され
る方法および生成物と本発明によるものとの間に非常な
差異があることを示す。
As is evident from the comparative data, preparations according to the procedure indicated by Moldy fail to obtain resuspendable particles. As the concentration of dextran decreases toward the range used in the present invention, the quality of the product particles decreases and the suspension of these particles becomes unstable. In contrast, as indicated by the present invention, dextran and iron concentrates produce marginally acceptable stable suspensions of weakly magnetic particles. Increasing the dextran concentration in the direction indicated by the morde, however, resulted in no precipitation and no particles were produced. This branch point in the conditions, as well as certain property differences in particle size, and the iron to polymer ratio, indicate that there is a significant difference between the process and product indicated by Moldy and that according to the present invention. Show.

前記例より、次の結論が本発明により引き出される: i)本発明の粒子は、 a) 磁性であり、 b) 水性懸濁液中で安定であり、 c) 再懸濁性であり、 d) 小さく(すなわち濾過滅菌可能)、 e) 特定の生物学的機能を含むように容易に製造さ
れ、 f) 懸濁液中で透明である。
From the above examples, the following conclusions are drawn by the invention: i) the particles of the invention are a) magnetic, b) stable in aqueous suspension, c) resuspendable, d. A) small (ie, filter-sterilizable); e) easily manufactured to contain specific biological functions; f) transparent in suspension.

ii)粒子は作られそして続いて通常の二官能性試薬を用
いて特定の生物機能的リガンドへ結合されてもよい。
ii) Particles may be made and subsequently conjugated to specific biofunctional ligands using conventional bifunctional reagents.

iii)特定の生物機能的リガンドはまたは生物活性を重
大に損なうことなく共沈の間にポリマーとしても働く。
iii) Certain biofunctional ligands also act as polymers during co-precipitation or without significant loss of biological activity.

iv)二官能性試薬を用いた粒子の処理は、粒子径に非常
に影響を与えることなく、粒子と懸濁液の両方ともの、
とりわけ安定性を向上しうる。
iv) The treatment of the particles with the bifunctional reagent does not significantly affect the particle size,
Above all, stability can be improved.

v)特定の生物機能的リガンドと結合すると、粒子は興
味のある生物学的材料に対する磁性免疫検定に用いられ
うる。
v) Upon binding to a particular biofunctional ligand, the particles can be used in magnetic immunoassays for the biological material of interest.

vi)粒子は溶液または組織における隣接プロトンのNMR
緩和時間を減少する。この減少はT2(スピン−スピン)
緩和についても最も著しい。
vi) Particles are NMR of adjacent protons in solution or tissue
Decrease relaxation time. This decrease is T 2 (spin-spin)
The most notable is mitigation.

本発明は特定の例に関連して記載されているが、それ
にもかかわらず方法条件の他の変動およびパラメーター
が発明の真の精神を逸脱することなく使用されうること
は当業者により理解されるであろう。次の請求の範囲は
このような変動のすべてを含むように構成されるべきで
あることが予定される。
Although the present invention has been described in connection with specific examples, it will be understood by those skilled in the art that nonetheless other variations and parameters of the process conditions can be used without departing from the true spirit of the invention. Will. It is envisaged that the following claims should be constituted to include all such variations.

工業的有用性の陳述 本発明は新規磁性ポリマー粒子およびこれを作る方法
からなる。これらの粒子は、細胞捕獲を含む様々な生物
学的/医学的分野に有効であり、NMRイメージング、固
定酵素反応剤、免疫検定法および他の分析および診断技
術の対照試薬として使用される。
Statement of Industrial Utility The present invention comprises novel magnetic polymer particles and a method of making the same. These particles are useful in various biological / medical fields, including cell capture, and are used as control reagents in NMR imaging, immobilized enzyme reactants, immunoassays and other analytical and diagnostic techniques.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダンジェロ,ルイス アメリカ合衆国,ニュージャージー 08009,バーリン,ウォッシュバーン アベニュ 35 (72)発明者 リバティ,ポール,エー アメリカ合衆国,ペンシルバニア 18966,チャーチビレ,グリーン ドラ イブ 58 (56)参考文献 特開 昭55−143440(JP,A) 米国特許4169804(US,A) 米国特許4247406(US,A) 米国特許4001288(US,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor D'Angelo, Lewis United States of America, New Jersey 08009, Berlin, Washburn Avenue 35 (72) Inventor of Liberty, Paul, A. United States of America, Pennsylvania 18966, Churchville, Green Drive 58 (56) References JP-A-55-143440 (JP, A) US Patent 4,169,804 (US, A) US Patent 4,247,406 (US, A) US Patent 4001,288 (US, A)

Claims (38)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】a)磁性沈澱物を形成する反応を行ないう
る遷移金属イオンの水溶液と利用可能な配位部を有する
ポリマーを再懸濁可能な生成物を作るのに適する割合で
調製し; b)前記ポリマーの存在下に前記金属イオンを反応させ
て磁性−ポリマー粒子を含んでなる磁性沈澱物を形成
し; c)前記磁性−ポリマー粒子を回収する 工程を含んでなる磁性−ポリマー粒子の調製方法。
A) preparing an aqueous solution of transition metal ions capable of undergoing a reaction to form a magnetic precipitate and a polymer having available coordination moieties in proportions suitable to produce a resuspendable product; b) reacting said metal ions in the presence of said polymer to form a magnetic precipitate comprising magnetic-polymer particles; c) recovering said magnetic-polymer particles. Preparation method.
【請求項2】d)前記磁性ポリマー粒子を水溶液中で再
懸濁する工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方
法。
2. The method of claim 1, further comprising the step of: d) resuspending said magnetic polymer particles in an aqueous solution.
【請求項3】前記水溶液が安定な懸濁液の形成に適した
低イオン濃度である請求の範囲第2項記載の方法。
3. The method of claim 2 wherein said aqueous solution has a low ionic concentration suitable for forming a stable suspension.
【請求項4】e)多くても0.44μm径の孔を有するフィ
ルターを通して懸濁液を濾過する 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
4. The method of claim 1, further comprising the step of: e) filtering the suspension through a filter having pores of at most 0.44 μm diameter.
【請求項5】f)前記磁性ポリマー粒子を、該ポリマー
に特異的な二官能性化合物と反応させる 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
5. The method of claim 1, further comprising the step of: f) reacting said magnetic polymer particles with a bifunctional compound specific for said polymer.
【請求項6】f)前記磁性−ポリマー粒子を、主に粒子
内結合を形成するのに適する二官能性化合物と反応させ
る 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
6. The method of claim 1, further comprising the step of: f) reacting said magnetic-polymer particles with a bifunctional compound suitable primarily for forming intraparticle bonds.
【請求項7】f)前記磁性−ポリマー粒子を、主に粒子
内結合を形成するのに適する二官能性化合物と反応さ
せ、前記二官能性化合物がアリールニトレン、イミド−
エステル、N−ヒドロオキシスクシンイミド−エステ
ル、2−ジアゾ−3,3,3−トリフルオロプロピオネー
ト、マレイミド、ピリジル−ジスルフィド、ハロニトロ
ベンゼン、イソチオシアネート、ハロ−スルホネート、
活性ハロゲンおよび活性アルデヒドからなる群から選択
される末端基を有する 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
7. f) reacting said magnetic-polymer particles with a bifunctional compound suitable mainly for forming intraparticle bonds, wherein said bifunctional compound is arylnitrene, imide-
Ester, N-hydroxysuccinimide-ester, 2-diazo-3,3,3-trifluoropropionate, maleimide, pyridyl-disulfide, halonitrobenzene, isothiocyanate, halo-sulfonate,
The method of claim 1, further comprising having a terminal group selected from the group consisting of an active halogen and an active aldehyde.
【請求項8】g)前記磁性−ポリマー粒子を二官能性化
合物および生物機能的リガンドの両方と反応させる 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
8. The method of claim 1, further comprising the step of: g) reacting said magnetic-polymer particles with both a bifunctional compound and a biofunctional ligand.
【請求項9】g)前記磁性−ポリマー粒子を活性化剤お
よび生物機能的リガンドの両方と反応させる 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
9. The method of claim 1, further comprising the step of: g) reacting said magnetic-polymer particles with both an activator and a biofunctional ligand.
【請求項10】g)前記磁性−ポリマー粒子を、主に粒
子外結合を形成するのに適する二官能性化合物であって
該二官能性化合物が、アリールニトレン、イミド−エス
テル、N−ヒドロキシスクシンイミド−エステル、2−
ジアゾ−3,3,3−トリフルオロプロピオネート、マレイ
ミド、ピリジル−ジスルフィド、ハロニトロベンゼン、
イソチオシアネート、ハロ−スルホネート、活性ハロゲ
ンおよび活性アルデヒドからなる群から選択される末端
基を有するものおよび抗原、抗体、レクチン、アビジ
ン、ビオチン、ブドウ状球菌プロテインA(SPA)、酵
素、血清タンパク質、Clq、補体タンパク質、およびリ
ウマトイド因子からなる群から選択される生物機能的リ
ガンドの両方と反応させる 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
10. g) The magnetic-polymer particles are mainly a bifunctional compound suitable for forming an extraparticle bond, wherein the bifunctional compound is arylnitrene, imide-ester, N-hydroxy Succinimide-ester, 2-
Diazo-3,3,3-trifluoropropionate, maleimide, pyridyl-disulfide, halonitrobenzene,
Those having a terminal group selected from the group consisting of isothiocyanate, halo-sulfonate, active halogen and active aldehyde and antigens, antibodies, lectins, avidin, biotin, staphylococcal protein A (SPA), enzymes, serum proteins, Clq The method of claim 1, further comprising the step of reacting with a biofunctional ligand selected from the group consisting of: a complement protein; and a rheumatoid factor.
【請求項11】g)前記磁性−ポリマー粒子を、水溶性
カルボイミド、グルタムアルデヒド、ハロゲン化シア
ン、過ヨウ素酸塩、およびタンニン酸からなる群から選
択される活性化剤および抗原、抗体、レクチン、アビジ
ン、ビオチン、ブドウ状球菌プロテインA(SPA)、酵
素、血清タンパク質、Clq、補体タンパク質、およびリ
ウマトイド因子からなる群から選択される生物機能的リ
ガンドの両方と反応させる 工程をさらに含む請求の範囲第1項記載の方法。
G) activating the magnetic-polymer particles with an activator and antigen selected from the group consisting of water-soluble carbimide, glutamaldehyde, cyanogen halide, periodate, and tannic acid, an antibody, a lectin, Claims: further comprising reacting with a biofunctional ligand selected from the group consisting of avidin, biotin, staphylococcal protein A (SPA), enzymes, serum proteins, Clq, complement proteins, and rheumatoid factor. The method of claim 1.
【請求項12】溶液中の遷移金属イオンがFe(II)とFe
(III)の混合物である請求の範囲第1項記載の方法。
12. The transition metal ions in the solution are Fe (II) and Fe (II).
The method according to claim 1, which is a mixture of (III).
【請求項13】溶液中の金属対ポリマーの重量比が100
0:1と1:10の間である請求の範囲第1項記載の方法。
13. The method of claim 1 wherein the weight ratio of metal to polymer in the solution is 100.
The method of claim 1, wherein the method is between 0: 1 and 1:10.
【請求項14】前記反応(工程b)を音波処理の影響下
で行なう請求の範囲第1項記載の方法。
14. The method according to claim 1, wherein said reaction (step b) is performed under the influence of sonication.
【請求項15】前記再懸濁(工程d)を音波処理の影響
下で行なう請求の範囲第2項記載の方法。
15. The method according to claim 2, wherein said resuspension (step d) is performed under the influence of sonication.
【請求項16】前記再懸濁(工程d)を音波処理を影響
下で行なう請求の範囲第3項記載の方法。
16. The method according to claim 3, wherein said resuspension (step d) is performed under the influence of sonication.
【請求項17】低濃度(<40mM)の陰イオンを再懸濁
(工程d)の間に溶液へ加える請求の範囲第16項記載の
方法。
17. The method according to claim 16, wherein a low concentration (<40 mM) of anions is added to the solution during resuspension (step d).
【請求項18】前記ポリマーが、合成タンパク質、天然
タンパク質、ポリ−アミノ酸、カルボキシ−ポリ−アル
キル、アルコキシ−ポリ−アルキル、アミノ−ポリ−ア
ルキル、ヒドロキシ−ポリ−アルキル、スルホキシ−ポ
リ−アルキル、カルボキシ−ポリ−アルキレン、アルコ
キシ−ポリ−アルキレン、アミノ−ポリ−アルキレン、
ヒドロキシ−ポリ−アルキレン、スルホキシ−ポリ−ア
ルキレン、ポリ−シラン、ポリ−ホスフィンおよびこれ
らのコポリマーの群から選択される請求の範囲第1項記
載の方法。
18. The method of claim 18, wherein said polymer is a synthetic protein, a natural protein, a poly-amino acid, a carboxy-poly-alkyl, an alkoxy-poly-alkyl, an amino-poly-alkyl, a hydroxy-poly-alkyl, a sulfoxy-poly-alkyl, a carboxy. -Poly-alkylene, alkoxy-poly-alkylene, amino-poly-alkylene,
The method of claim 1, wherein the method is selected from the group of hydroxy-poly-alkylenes, sulfoxy-poly-alkylenes, poly-silanes, poly-phosphines, and copolymers thereof.
【請求項19】前記陰イオンがホスフェート、ボレート
またはスルフェートの群から選択される請求の範囲第17
項記載の方法。
19. The method according to claim 17, wherein said anion is selected from the group consisting of phosphate, borate and sulfate.
The method described in the section.
【請求項20】前記ポリマーが利用可能な配位部を有す
るオキシ−酸官能基を含む請求の範囲第1項記載の方
法。
20. The method of claim 1 wherein said polymer contains an oxy-acid functionality having an available coordination moiety.
【請求項21】前記ポリマーが利用可能な配位部を有す
るタンパク質である請求の範囲第1項記載の方法。
21. The method of claim 1, wherein said polymer is a protein having an available coordination moiety.
【請求項22】h)塩を前記懸濁液へ加えてそのイオン
濃度を増加し、前記磁性−ポリマー粒子の凝集および沈
澱を起こさせるのに適するモル濃度とし; i)前記凝集し沈澱した粒子を分離し; j)安定懸濁液を形成させるのに適する低イオン濃度の
水溶液に前記磁性−ポリマー粒子を再懸濁する 工程をさらに含む請求の範囲第3項記載の方法。
22) h) adding a salt to said suspension to increase its ionic concentration to a molar concentration suitable for causing agglomeration and precipitation of said magnetic-polymer particles; i) said agglomerated precipitated particles 4. The method of claim 3, further comprising: j) resuspending the magnetic-polymer particles in an aqueous solution of low ionic concentration suitable to form a stable suspension.
【請求項23】前記遷移金属イオンが、少なくとも1つ
の不対電子を有しスピネルまたは逆スピネル構造を有す
る共沈物を形成するものからなる群から選択される請求
の範囲第1項記載の方法。
23. The method of claim 1, wherein said transition metal ion is selected from the group consisting of having at least one unpaired electron and forming a coprecipitate having a spinel or inverse spinel structure. .
【請求項24】前記遷移金属イオンが次の群; Co(II)+Ga(III) Ga(III)+Er(III) Co(II)+Ru(III) Ga(III)+Ru(III) Co(II)+Mn(II) Ga(III)+Mn(II) Ga(III)+V(III) Co(II)+V(III) Ga(III)+Mo(V) Ga(III)+Fe(III) V(III)+Fe(III) Mn(II)+Ru(III) V(III)+Mn(II) Co(II)+Mo(V) Cr(III)+Ga(III) Cr(III)+Mn(II) Er(III)+Ru(III) Er(III)+Co(II) Mn(II)+Er(III) Cr(III)+Fe(II) から選択される一対のイオンからなる請求の範囲第1項
記載の方法。
24. The transition metal ions are of the following group: Co (II) + Ga (III) Ga (III) + Er (III) Co (II) + Ru (III) Ga (III) + Ru (III) Co (II) + Mn (II) Ga (III) + Mn (II) Ga (III) + V (III) Co (II) + V (III) Ga (III) + Mo (V) Ga (III) + Fe (III) V (III) + Fe ( III) Mn (II) + Ru (III) V (III) + Mn (II) Co (II) + Mo (V) Cr (III) + Ga (III) Cr (III) + Mn (II) Er (III) + Ru (III) 2. The method according to claim 1, comprising a pair of ions selected from Er (III) + Co (II) Mn (II) + Er (III) Cr (III) + Fe (II).
【請求項25】前記遷移金属イオンがFe(II)およびFe
(II)をFe(III)へ酸化するには不十分な起電力ポテ
ンシャルを有する遷移金属イオンからなる請求の範囲第
1項記載の方法。
25. The transition metal ion comprising Fe (II) and Fe (II)
2. The method of claim 1 comprising a transition metal ion having an electromotive potential that is insufficient to oxidize (II) to Fe (III).
【請求項26】k)反応により利用可能な配位部を有す
る磁性沈澱物およびポリマーを形成しうる水溶液を調製
し; l)理論量より過剰の強塩基を加え; m)前記溶液を攪拌し; n)磁性−ポリマー粒子を沈澱させ; o)前記磁性−ポリマー粒子を回収する 工程からなる強磁性−ポリマー粒子を調製方法。
26) k) preparing an aqueous solution capable of forming a magnetic precipitate and a polymer having a coordinating moiety available by the reaction; 1) adding a strong base in excess of the stoichiometric amount; m) stirring the solution. N) precipitating the magnetic-polymer particles; o) recovering the magnetic-polymer particles;
【請求項27】塩基の添加(工程l)を、溶液がやや塩
基性pHになるまで塩基で溶液を滴定することにより行な
う請求の範囲第26項記載の方法。
27. The method according to claim 26, wherein the addition of the base (step 1) is carried out by titrating the solution with a base until the solution has a slightly basic pH.
【請求項28】前記ポリイマーがタンパク質であり、前
記溶液のpHが前記タンパク質を変性するのに要求される
より低く保たれている請求の範囲第26項記載の方法。
28. The method of claim 26, wherein said polymer is a protein and the pH of said solution is kept lower than required to denature said protein.
【請求項29】請求の範囲第3項の方法により調製され
る磁性−ポリマー粒子の安定水性懸濁液。
29. A stable aqueous suspension of magnetic-polymer particles prepared by the method of claim 3.
【請求項30】a)反応して磁性沈澱物を形成しうる遷
移金属イオンの水溶液と利用可能な配位部を有するポリ
マーを、再懸濁可能な粒子を作るのに適する割合で調製
し; b)前記ポリマーの存在下に前記金属イオンを反応させ
て磁性ポリマー粒子からなる磁性沈澱物を形成し; c)前記磁性−ポリマー粒子を回収し; d)前記磁性−ポリマー粒子を水溶液を再懸濁し; e)前記磁性−ポリマー粒子を、主に粒子外結合を形成
するのに適する二官能性化合物と生物機能的リガンドで
あって該生物機能的リガンドは前記予め決められた種類
をものと結合しうる特異性があるものの両方と反応さ
せ; f)前記生物機能的リガンドを含む前記磁性ポリマー粒
子の懸濁液へ前記予め決められた種類の未知量を含む混
合物をさらし、これにより前記生物機能的リガンドを前
記予め決められた種類と結合させ; g)磁場を有する磁気フィルターに前記混合物を通過さ
せ、該フィルターは前記磁性−ポリマー粒子を保持する
に適するものであり; h)前記磁場を前記フィルターから除去し、そして前記
保持された磁気−ポリマー粒子を溶出し; i)前記予め決められた種類と関連する所望のデータを
提供するに適する予め選択された分析方法により前記溶
出した磁性−ポリマー粒子を分析する 工程からなる予め決められた種類の分析方法。
30) a) preparing an aqueous solution of a transition metal ion capable of reacting to form a magnetic precipitate and a polymer having available coordination moieties in proportions suitable for making resuspendable particles; b) reacting the metal ions in the presence of the polymer to form a magnetic precipitate of magnetic polymer particles; c) recovering the magnetic-polymer particles; d) resuspending the magnetic-polymer particles in an aqueous solution. E) combining the magnetic-polymer particles with a bifunctional compound and a biofunctional ligand suitable for forming an extraparticle bond, wherein the biofunctional ligand is of the predetermined type; F) exposing the mixture containing the unknown amount of the predetermined type to a suspension of the magnetic polymer particles containing the biofunctional ligand, thereby causing the mixture to contain the biofunctional ligand. Binding the functional ligand to the predetermined type; g) passing the mixture through a magnetic filter having a magnetic field, the filter being suitable for retaining the magnetic-polymer particles; h) the magnetic field From the filter and elute the retained magnetic-polymer particles; i) the eluted magnetism by a preselected analytical method suitable to provide the desired data associated with the predetermined type. A predetermined type of analysis method comprising the step of analyzing the polymer particles.
【請求項31】工程dが、前記磁性−ポリマー粒子を低
イオン濃度を有する水性緩衝溶液中に再懸濁させ前記懸
濁液を多くても0.44μm径の孔を有するフィルターに通
して濾過し前記懸濁液を滅菌することを含む: 請求の範囲第30項記載の分析方法。
31. Step d) resuspending the magnetic-polymer particles in an aqueous buffer solution having a low ionic concentration and filtering the suspension through a filter having pores of at most 0.44 μm in diameter. 31. The method of claim 30, comprising sterilizing the suspension.
【請求項32】前記二官能性化合物がアリールニトレ
ン、イミド−エステル、N−ヒドロキシスクシンイミド
−エステル、2−ジアゾ−3,3,3−トリフルオロプロピ
オネート、マレイミド、ピリジル−ジスルフィド、ハロ
ーニトロベンゼン、イソチオシアネート、ハロ−スルホ
ネート、活性ハロゲンおよび活性アルデヒドからなる群
から選択される末端基を有する: 請求の範囲第30項記載の分析方法。
32. The bifunctional compound as claimed in claim 1, wherein the arylfunctional compound is arylnitrene, imide-ester, N-hydroxysuccinimide-ester, 2-diazo-3,3,3-trifluoropropionate, maleimide, pyridyl-disulfide, halonitrobenzene, 31. The analytical method according to claim 30, having a terminal group selected from the group consisting of isothiocyanate, halo-sulfonate, active halogen and active aldehyde.
【請求項33】前記生物機能的リガンドが、抗原、抗
体、レクチン、アビジン、ビオチン、ブドウ状球菌プロ
テインA(SPA)、酵素、血清タンパク質、Clq、補体タ
ンパク質、およびリウマトイド因子からなる群から選択
される: 請求の範囲第30項記載の分析方法。
33. The biofunctional ligand selected from the group consisting of antigens, antibodies, lectins, avidin, biotin, staphylococcal protein A (SPA), enzymes, serum proteins, Clq, complement proteins, and rheumatoid factors. The analysis method according to claim 30.
【請求項34】前記生物機能的リガンドが、抗原および
これらの抗体、ハプテンおよびこれらの抗体、ホルモン
およびこれらのレセプター、ビタミンおよびこれらのレ
セプター、毒素およびこれらのレセプラー、薬物および
これらのレセプター、ならびに酵素およびこれらの補因
子の群から選択される結合対の半分を提供するように選
択される: 請求の範囲第30項記載の分析方法。
34. The biofunctional ligands are antigens and their antibodies, haptens and their antibodies, hormones and their receptors, vitamins and their receptors, toxins and their receptors, drugs and their receptors, and enzymes. 31. The method of claim 30, wherein the method is selected to provide one half of a binding pair selected from the group of these cofactors.
【請求項35】前記懸濁液をさらに凝集剤で処理して前
記磁性−ポリマー粒子の凝集を促進する請求の範囲第30
項記載の分析方法。
35. The method according to claim 30, wherein the suspension is further treated with a flocculant to promote the flocculation of the magnetic-polymer particles.
Analysis method described in the item.
【請求項36】前記凝集剤が第II族金属の塩である請求
の範囲第35項記載の分析方法。
36. The method according to claim 35, wherein said coagulant is a salt of a Group II metal.
【請求項37】前記凝集粒子を手で握る永久磁石を用い
て濾過する請求の範囲第35項記載の分析方法。
37. The analysis method according to claim 35, wherein the aggregated particles are filtered using a permanent magnet held by a hand.
【請求項38】前記凝集剤により起こされる凝集量は、
手で握る永久磁石により懸濁液1mlから3分で前記凝集
粒子の捕捉ができるほど十分であるが、しかし1時間未
満で前記凝集粒子を懸濁液から沈澱させるには不十分で
ある請求の範囲第35項記載の分析方法。
38. The amount of agglutination caused by the aggregating agent is as follows:
Claims 1 to 3 minutes of suspension with a hand-held permanent magnet are sufficient to capture the agglomerated particles, but less than 1 hour are insufficient to precipitate the agglomerated particles from the suspension. Analysis method according to claim 35.
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