JP3095902B2 - Method for producing optical fiber having carboxyl group introduced - Google Patents

Method for producing optical fiber having carboxyl group introduced

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JP3095902B2
JP3095902B2 JP04252163A JP25216392A JP3095902B2 JP 3095902 B2 JP3095902 B2 JP 3095902B2 JP 04252163 A JP04252163 A JP 04252163A JP 25216392 A JP25216392 A JP 25216392A JP 3095902 B2 JP3095902 B2 JP 3095902B2
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carboxyl group
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カルボキシル基を導入
した光ファイバーの製造方法に関する。さらに詳しく
は、免疫測定法による生理活性物質の測定に使用できる
光ファイバーであって、特に長期保存した場合でも安定
なカルボキシル基を有する免疫物質固定化用光ファイバ
ーの製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method for producing an optical fiber having a carboxyl group introduced therein. More specifically, the present invention relates to a method for producing an optical fiber that can be used for measurement of a physiologically active substance by an immunoassay method, and particularly to an optical fiber for immobilizing an immunological substance having a stable carboxyl group even after long-term storage.

【0002】[0002]

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来よ
り、免疫測定法による生理活性物質の測定において、光
ファイバーに抗原や抗体等の免疫物質を固定化した光フ
ァイバーを用いて蛍光免疫測定を行う方法が知られてい
る。この場合、光ファイバーの表面に免疫物質が固定化
し易いように、抗原や抗体中のアミノ基と容易に反応す
る架橋剤を光ファイバーの表面に導入する方法が用いら
れている。例えば、WO90/13029号公報では、
光ファイバーの表面に免疫物質が固定化し易いように、
光ファイバーとグルタルアルデヒド、スクシンアルデヒ
ド等のジアルデヒドを反応させ、光ファイバーのコア表
面にホルミル基を導入し、このホルミル基と抗原や抗体
のような生理活性成分中のアミノ基を反応、結合させ、
光ファイバーに生理活性成分等の免疫物質を固定する方
法である。即ち、このWO90/13029号公報で
は、生理活性成分等の免疫物質固定化担体として樹脂製
の光ファイバーを用い、エステル構造を有する樹脂を主
成分とする樹脂製光ファイバーのコア表面にホルミル基
を導入するために、50〜100mMのエタノール溶媒
KOH溶液、エタノール溶媒NiSO4 溶液およびグル
タルアルデヒドやスクシンアルデヒドの混合液中に樹脂
製光ファイバーのコア表面を浸漬して反応させることに
よりホルミル基を導入している。そして、光ファイバー
のコア表面上に導入されたホルミル基と免疫物質中のア
ミノ基を結合させて免疫物質固定化樹脂製光ファイバー
が調製されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the measurement of a physiologically active substance by an immunoassay, a method of performing a fluorescent immunoassay using an optical fiber in which an immunological substance such as an antigen or an antibody is immobilized on the optical fiber. It has been known. In this case, a method of introducing a cross-linking agent that easily reacts with an amino group in an antigen or an antibody into the surface of the optical fiber is used so that the immunological substance is easily immobilized on the surface of the optical fiber. For example, in WO 90/13029,
To make it easier for the immune substance to be immobilized on the surface of the optical fiber,
The optical fiber reacts with dialdehydes such as glutaraldehyde and succinaldehyde to introduce a formyl group on the core surface of the optical fiber, and reacts and binds this formyl group with an amino group in a biologically active component such as an antigen or antibody.
This is a method of immobilizing an immunological substance such as a physiologically active component on an optical fiber. That is, in WO 90/13029, a resin optical fiber is used as a carrier for immobilizing an immunological substance such as a physiologically active component, and a formyl group is introduced into the core surface of a resin optical fiber mainly composed of a resin having an ester structure. For this purpose, the formyl group is introduced by immersing the core surface of the resin optical fiber in a 50-100 mM ethanol solvent KOH solution, an ethanol solvent NiSO 4 solution and a mixed solution of glutaraldehyde and succinaldehyde and reacting them. . Then, the formyl group introduced on the surface of the core of the optical fiber and the amino group in the immunological substance are bonded to prepare an optical fiber made of an immunological substance-immobilized resin.

【0003】しかしながら、ホルミル基は化学的に活性
な官能基であり、ホルミル基を導入した状態では安定性
に欠けることから、ホルミル基を導入した状態の光ファ
イバーをそのまま長期保存することは好ましくないとい
う問題が指摘されている。従って、本発明の目的は、化
学的に不安定なホルミル基に代えて、安定な長期保存に
適した官能基としてカルボキシル基を光ファイバーのコ
ア表面上に導入した光ファイバーの製造方法を提供する
ことにある。
However, since formyl groups are chemically active functional groups and lack stability when formyl groups are introduced, it is not preferable to preserve optical fibers with formyl groups introduced for long periods of time. The problem has been pointed out. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an optical fiber in which a carboxyl group is introduced on the core surface of an optical fiber as a functional group suitable for stable long-term storage, instead of a chemically unstable formyl group. is there.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決するために鋭意検討した。その結果、生理活性成分
等の免疫物質との結合反応官能基となる官能基をカルボ
キシル基とすることによって、酸化還元あるいは高温な
どの雰囲気下でも安定であり、長期保存に適した光ファ
イバーを製造することができることを見出し、本発明を
完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, by using a carboxyl group as a functional group that becomes a binding reaction functional group with an immune substance such as a physiologically active component, an optical fiber that is stable even under an atmosphere such as oxidation-reduction or high temperature and suitable for long-term storage is manufactured. The inventors have found that the present invention can be performed and completed the present invention.

【0005】即ち、本発明の要旨は、(1)樹脂製光フ
ァイバーのコア表面上に存在するホルミル基を酸化剤で
酸化することにより、該樹脂製光ファイバーのコア表面
上にカルボキシル基を導入することを特徴とする光ファ
イバーの製造方法、および(2)コア表面上にホルミル
基を有する樹脂製光ファイバーをアミノ基とカルボキシ
ル基を有する化合物と反応させることにより、該樹脂製
光ファイバーのコア表面上にカルボキシル基を導入する
ことを特徴とする光ファイバーの製造方法に関する。
That is, the gist of the present invention is to (1) introduce a carboxyl group on the core surface of a resin optical fiber by oxidizing a formyl group present on the core surface of the resin optical fiber with an oxidizing agent. And (2) reacting a resin optical fiber having a formyl group on the core surface with a compound having an amino group and a carboxyl group to form a carboxyl group on the core surface of the resin optical fiber. The present invention relates to a method for producing an optical fiber, characterized by introducing

【0006】本発明において用いる光ファイバーは、樹
脂製光ファイバーが用いられる。樹脂製光ファイバーを
構成する樹脂としては、特に限定されるものではない
が、免疫物質を吸着しない材質で透光性のよいものであ
ることが必要であり、例えば、ポリスチレン、ポリアク
リル酸エステル、ポリエステル、ポリアクリルアミド、
ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、
ポリカーボネート、あるいはこれらの共重合体等が挙げ
られる。なかでもポリアクリル酸エステルが好ましい。
ポリアクリル酸エステルは、アクリル樹脂のうちエステ
ル構造を有するものであって、例えば、アクリル酸、メ
タクリル酸などのエステル誘導体の重合体からなる合成
樹脂であり、具体的にはアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、メタクリル酸メチルなどの重合体が挙げられ
る。これらのポリアクリル酸エステルのうち、本発明に
おいて特に好適に用いられるものは、ポリメタクリル酸
メチルである。これはポリメタクリル酸メチルが他の樹
脂に比べ、特に透光性がよいからである。また、本発明
において用いられる樹脂製光ファイバーは、例えば、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチ
ルなどのモノマーとスチレンなどのモノマーとの共重合
体であってもよい。
The optical fiber used in the present invention is a resin optical fiber. The resin constituting the resin optical fiber is not particularly limited, but is required to be a material that does not adsorb the immunity substance and has a good translucency, such as polystyrene, polyacrylate, and polyester. , Polyacrylamide,
Polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate,
Polycarbonate or a copolymer thereof is exemplified. Among them, polyacrylates are preferred.
Polyacrylate is an acrylic resin having an ester structure and is, for example, a synthetic resin made of a polymer of an ester derivative such as acrylic acid and methacrylic acid, and specifically, methyl acrylate, acrylic acid Polymers such as ethyl and methyl methacrylate are exemplified. Among these polyacrylates, one particularly preferably used in the present invention is polymethyl methacrylate. This is because polymethyl methacrylate has particularly good translucency compared to other resins. The resin optical fiber used in the present invention may be, for example, a copolymer of a monomer such as methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate and a monomer such as styrene.

【0007】このような光ファイバーの表面にカルボキ
シル基を導入するに際し、光ファイバーのクラッド層を
剥離してコア表面を露出させることが望ましい。この理
由は、通常光ファイバーの直径は1mmで、コア断面の
直径は0.97mm位(断面積は0.739mm2 )し
かないので、カルボキシル基を多く導入するためには、
クラッド層を剥離してコア表面積を増やす必要があるた
めである。また、光ファイバーの端面は研磨しておくこ
とが望ましく、研磨はアルコールを潤滑剤とすることが
好ましい。
When a carboxyl group is introduced into the surface of such an optical fiber, it is desirable to peel off the cladding layer of the optical fiber to expose the core surface. The reason is that the diameter of the optical fiber is usually 1 mm and the diameter of the core cross section is only about 0.97 mm (the cross-sectional area is 0.739 mm 2 ).
This is because it is necessary to increase the core surface area by peeling the clad layer. Further, it is desirable that the end face of the optical fiber is polished, and it is preferable that the polishing be performed using alcohol as a lubricant.

【0008】本発明において、樹脂製光ファイバーのコ
ア表面上にカルボキシル基を導入するには、樹脂製光フ
ァイバーのコア表面にまずホルミル基を形成し、これを
カルボキシル基に変換する方法が採用される。
In the present invention, in order to introduce a carboxyl group on the core surface of a resin optical fiber, a method of first forming a formyl group on the core surface of the resin optical fiber and converting this to a carboxyl group is employed.

【0009】樹脂製光ファイバーのコア表面上にホルミ
ル基を導入するには、ホルミル基を有する化合物として
グルタルアルデヒド、スクシンアルデヒド等のジアルデ
ヒドを使用する方法、グリセルアルデヒド等のモノアル
デヒドを使用する方法が挙げられる。 (1)ジアルデヒドを使用する方法:少なくとも低級ア
ルコールを溶媒とするアルカリ金属水酸化物溶液および
グルタルアルデヒド、スクシンアルデヒド等のホルミル
基を有する化合物を混合して得られる処理溶液であっ
て、該アルカリ金属水酸化物の濃度が0.5〜40mM
である処理溶液に、樹脂製光ファイバーのコア表面を浸
漬して反応させることによりホルミル基を導入する方法
である。
In order to introduce a formyl group onto the core surface of a resin optical fiber, a method using a dialdehyde such as glutaraldehyde or succinaldehyde as a compound having a formyl group, or a monoaldehyde such as glyceraldehyde is used. Method. (1) A method using a dialdehyde: a treatment solution obtained by mixing an alkali metal hydroxide solution using at least a lower alcohol as a solvent and a compound having a formyl group such as glutaraldehyde and succinaldehyde. The concentration of the alkali metal hydroxide is 0.5 to 40 mM
This is a method in which a formyl group is introduced by immersing the core surface of a resin optical fiber in a treatment solution as described above to cause a reaction.

【0010】ここで用いる低級アルコールとしては、メ
タノール、エタノール、プロパノールおよびブタノール
よりなる群から選ばれた少なくとも1種のアルコールが
用いられ、好ましくはエタノールである。本発明におい
てはこのような低級アルコールを溶媒とするアルカリ金
属水酸化物溶液が使用される。アルカリ金属水酸化物と
しては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムおよび水酸
化リチウムよりなる群から選ばれた少なくとも1種が使
用され、いずれでもよいが好ましくは水酸化カリウムで
ある。このアルカリ金属水酸化物の濃度は0.5〜40
mM、好ましくは13〜27mMである。0.5mM未
満ではホルミル基の導入量が激減し、40mMを越える
とグルタルアルデヒドのようなホルミル基を有する化合
物の重合度が進みすぎる傾向があり、特に50mMを越
えるとこの傾向が強くなるので好ましくない。
[0010] As the lower alcohol used here, at least one alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol is used, and ethanol is preferred. In the present invention, an alkali metal hydroxide solution using such a lower alcohol as a solvent is used. As the alkali metal hydroxide, at least one selected from the group consisting of potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide is used, and any one is preferable, but potassium hydroxide is preferable. The concentration of the alkali metal hydroxide is 0.5 to 40.
mM, preferably 13-27 mM. When the amount is less than 0.5 mM, the amount of formyl group introduced is drastically reduced. When the amount exceeds 40 mM, the degree of polymerization of a compound having a formyl group such as glutaraldehyde tends to proceed too much. Absent.

【0011】本発明における処理溶液は、少なくとも前
記のような低級アルコールを溶媒とする0.5〜40m
Mのアルカリ金属水酸化物溶液およびホルミル基を有す
る化合物を混合して得られるものであるが、好ましくは
Ni塩溶液をさらに混合して用いられる。本発明におい
て用いるNi塩溶液は、NiSO4 、NiCl2 等のN
i塩を前記のような低級アルコールに溶解して、飽和さ
せた溶液が用いられ、好ましくはNiSO4 溶液であ
る。低級アルコールとしては、特に限定されるものでは
ないが、好ましくはエタノールが使用される。
The treatment solution in the present invention is prepared by using at least the lower alcohol described above as a solvent in an amount of 0.5 to 40 m.
It is obtained by mixing an alkali metal hydroxide solution of M and a compound having a formyl group, but is preferably used by further mixing a Ni salt solution. The Ni salt solution used in the present invention is an N salt solution such as NiSO 4 or NiCl 2.
A solution obtained by dissolving the i-salt in the lower alcohol as described above and saturated is used, and preferably a NiSO 4 solution. The lower alcohol is not particularly limited, but ethanol is preferably used.

【0012】本発明における処理溶液中のホルミル基を
有する化合物の濃度は、通常0.2〜1Mである。この
理由は0.2Mより濃度が低い場合は、導入できるホル
ミル基の量が少なく、逆に1Mを超える場合は、重合反
応のため、表面が白濁するからである。Ni塩は前記の
ように混合しなくてもよいが、混合する場合の濃度は通
常0.9mM以下であり、少なくとも0.01mM程度
以上の濃度であることが好ましい。
The concentration of the compound having a formyl group in the treatment solution of the present invention is usually 0.2 to 1M. The reason is that when the concentration is lower than 0.2 M, the amount of formyl groups that can be introduced is small, and when the concentration is higher than 1 M, the surface becomes cloudy due to the polymerization reaction. Although the Ni salt does not need to be mixed as described above, the concentration when mixed is usually 0.9 mM or less, and preferably at least about 0.01 mM or more.

【0013】本発明においては、調製された処理溶液中
ではグルタルアルデヒド等のホルミル基を有する化合物
の重合度がほぼ一定するので、光ファイバーの片面のコ
ア表面を浸漬して反応させることにより、光伝搬損失が
小さく、光ファイバーのコア表面へのホルミル基の導入
量も変化の少ない、ホルミル基を導入した光ファイバー
を製造することができる。この場合、反応時に通常45
〜60℃の温度範囲で、通常5〜20分間の加熱処理を
行うことによりなされる。加熱処理後は、通常希塩酸と
リン酸緩衝生理食塩水により洗浄を行う。
In the present invention, the degree of polymerization of the compound having a formyl group such as glutaraldehyde is substantially constant in the prepared treatment solution. An optical fiber into which a formyl group has been introduced can be manufactured with a small loss and a small change in the amount of formyl group introduced into the core surface of the optical fiber. In this case, usually 45
It is performed by performing a heat treatment in a temperature range of 6060 ° C. for usually 5 to 20 minutes. After the heat treatment, washing is usually performed with dilute hydrochloric acid and phosphate buffered saline.

【0014】(2)モノアルデヒドを使用する方法:樹
脂製光ファイバーのコア表面にホルミル基を導入するに
際し、光ファイバーをグリセルアルデヒド等のvic−
ジオール基を有するモノアルデヒドと反応させてvic
−ジオール基を導入し、次いで酸化することによりホル
ミル基を導入する方法である。光ファイバーとグリセル
アルデヒドを反応させるには、50〜100mMエタノ
ール溶媒KOH溶液にグリセルアルデヒドを0.1〜1
Mになるように添加し、この溶液中に光ファイバーを浸
漬して45〜60℃で5〜20分反応させることにより
行う。反応後、蒸留水、エタノール等で洗浄する。これ
により樹脂製光ファイバーのコア表面に、vic−ジオ
ール基を導入することができる。
(2) Method using monoaldehyde: When a formyl group is introduced into the core surface of a resin optical fiber, the optical fiber is converted into a vic-aldehyde such as glyceraldehyde.
Reaction with monoaldehyde having diol group
-A method of introducing a diol group and then oxidizing to introduce a formyl group. To react the optical fiber with glyceraldehyde, glyceraldehyde is added to a 50-100 mM ethanol solvent KOH solution at 0.1-1%.
M, and the optical fiber is immersed in the solution and reacted at 45 to 60 ° C. for 5 to 20 minutes. After the reaction, it is washed with distilled water, ethanol and the like. Thereby, a vic-diol group can be introduced into the core surface of the resin optical fiber.

【0015】次いで、このようにして得られたvic−
ジオール基部分を酸化することにより、ホルミル基に変
換することができる。ここで使用される酸化剤として
は、具体的にはメタ過ヨウ素酸およびそのアルカリ金属
塩、又は四酢酸鉛などがあり、好ましくはメタ過ヨウ素
酸ナトリウムである。酸化反応は、例えば0.1〜5M
のメタ過ヨウ素酸ナトリウムの水溶液にファイバーを浸
漬し、氷冷下で1〜6時間反応させることにより行い、
反応後、蒸留水等で洗浄する。
Next, the thus obtained vic-
By oxidizing the diol group, it can be converted to a formyl group. Specific examples of the oxidizing agent used here include metaperiodic acid and alkali metal salts thereof, and lead tetraacetate, and preferably sodium metaperiodate. The oxidation reaction is, for example, 0.1 to 5 M
Performed by immersing the fiber in an aqueous solution of sodium metaperiodate for 1 to 6 hours under ice cooling,
After the reaction, it is washed with distilled water or the like.

【0016】このようにして得られたホルミル基を有す
る光ファイバーを用いてカルボキシル基をコア表面上に
導入するには、次のような2つの態様がある。 (1)ホルミル基を有する光ファイバーを酸化剤を用い
て酸化する方法、具体的には三酸化クロム、過マンガン
酸カリウムまたは過酸化水素を含む溶液に光ファイバー
を浸漬することによって酸化する方法、および(2)ホ
ルミル基を有する光ファイバーをアミノ基とカルボキシ
ル基を有する化合物と反応させる方法、具体的には光フ
ァイバーをβ−アラニン、グルタミン酸、アスパラギン
酸、または4−アミノ酪酸を含む溶液に光ファイバーを
浸漬する方法が挙げられる。
There are two modes for introducing a carboxyl group onto the core surface by using the thus obtained optical fiber having a formyl group. (1) A method of oxidizing an optical fiber having a formyl group using an oxidizing agent, specifically, a method of oxidizing the optical fiber by immersing the optical fiber in a solution containing chromium trioxide, potassium permanganate, or hydrogen peroxide, and ( 2) A method of reacting an optical fiber having a formyl group with a compound having an amino group and a carboxyl group, specifically, a method of immersing the optical fiber in a solution containing β-alanine, glutamic acid, aspartic acid, or 4-aminobutyric acid. Is mentioned.

【0017】第1の態様として、三酸化クロムまたは過
マンガン酸カリウムを使用する場合、0.1〜10Nの
硫酸を溶媒とした0.1〜10%の三酸化クロム又は過
マンガン酸カリウムの溶液にホルミル基を有する光ファ
イバーを浸漬し、4℃ないし室温下で30分ないし5時
間反応させた後、0.02N硫酸、蒸留水およびPBS
で洗浄する。また、過酸化水素を使用する場合、5〜3
0%の過酸化水素水中にホルミル基を有する光ファイバ
ーを浸漬し、室温下で1時間ないし10時間処理した
後、蒸留水およびリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で洗
浄する。このような処理を行なうことにより、光ファイ
バー上のホルミル基を酸化してカルボキシル基をコア表
面上に導入することができる。
As a first embodiment, when chromium trioxide or potassium permanganate is used, a 0.1 to 10% solution of chromium trioxide or potassium permanganate using 0.1 to 10 N sulfuric acid as a solvent is used. An optical fiber having a formyl group is immersed in the mixture and reacted at 4 ° C. to room temperature for 30 minutes to 5 hours, and then 0.02 N sulfuric acid, distilled water and PBS
Wash with. When hydrogen peroxide is used, 5 to 3
An optical fiber having a formyl group is immersed in 0% hydrogen peroxide solution, treated at room temperature for 1 hour to 10 hours, and then washed with distilled water and phosphate buffered saline (PBS). By performing such a treatment, the formyl group on the optical fiber can be oxidized to introduce a carboxyl group on the core surface.

【0018】第2の態様として、ホルミル基を有する光
ファイバーをアミノ基とカルボキシル基を有する化合物
と反応させるには、β−アラニン、グルタミン酸、アス
パラギン酸、または4−アミノ酪酸等の1M水溶液中に
ホルミル基を有する光ファイバーを浸漬し、室温下で3
〜12時間放置後、水素化ホウ素化ナトリウムで還元
し、水およびPBSで洗浄する。このような処理を行な
うことにより、カルボキシル基を光ファイバーのコア表
面上に導入することができる。
As a second embodiment, to react an optical fiber having a formyl group with a compound having an amino group and a carboxyl group, formyl is added to a 1 M aqueous solution of β-alanine, glutamic acid, aspartic acid, or 4-aminobutyric acid. Immersion of optical fiber with base
After standing for ~ 12 hours, reduce with sodium borohydride and wash with water and PBS. By performing such a treatment, a carboxyl group can be introduced onto the core surface of the optical fiber.

【0019】このようにしてカルボキシル基を導入した
光ファイバーの表面を、アミノ基を有する抗原あるいは
抗体等とカルボジイミド等の縮合剤を添加した水溶液に
浸漬し、4〜25℃に放置することにより、抗原あるい
は抗体はアミド結合により結合され、光ファイバーの表
面上に抗原あるいは抗体などの測定に必要な免疫物質を
固定化し、生理活性物質等の蛍光免疫測定等に供され
る。
The surface of the optical fiber into which the carboxyl group has been introduced as described above is immersed in an aqueous solution containing an amino group-containing antigen or antibody and a condensing agent such as carbodiimide, and left at 4 to 25 ° C. to obtain the antigen. Alternatively, the antibody is bound by an amide bond, and an immunological substance necessary for the measurement of an antigen or an antibody is immobilized on the surface of the optical fiber, and is used for fluorescent immunoassay of a physiologically active substance or the like.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and the like.

【0021】実施例1 (1)ポリメタクリル酸メチル製の樹脂製光ファイバー
(三菱レイヨン(株)製)を3cmに切り、次いで、両
端面をエタノールを潤滑剤としてポリシングフィルムで
研磨した。 (2)0.5mlの水に10mgのNiSO4 を溶か
し、次いで2.5mlのエタノールを加えた。この際に
生じる沈澱を遠心分離にて除去し、採取した上清をNi
−エタノール溶液とした。次にエタノールを溶媒とする
20mMのKOH溶液0.4mlにNi−エタノール溶
液0.1mlと50%グルタルアルデヒド50μl添加
し混合して処理溶液とした。
Example 1 (1) A resin optical fiber made of polymethyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was cut into 3 cm pieces, and both end faces were polished with a polishing film using ethanol as a lubricant. (2) 10 mg of NiSO 4 was dissolved in 0.5 ml of water, and then 2.5 ml of ethanol was added. The precipitate formed at this time is removed by centrifugation, and the collected supernatant is
-Ethanol solution. Next, 0.1 ml of a Ni-ethanol solution and 50 μl of 50% glutaraldehyde were added to 0.4 ml of a 20 mM KOH solution using ethanol as a solvent, and mixed to obtain a treatment solution.

【0022】(3)前記(1)の光ファイバーの片面を
前記(2)の処理溶液中に、50℃で10分間浸漬し
た。次いで、20mM塩酸、次にリン酸緩衝生理食塩水
(PBS)で洗浄して、光ファイバーのコア部分表面に
ホルミル基を導入した。さらに、この光ファイバーを2
%三酸化クロム溶液(0.3N硫酸溶媒)に室温で3時
間浸漬してカルボキシル基を導入した。
(3) One surface of the optical fiber of (1) was immersed in the treatment solution of (2) at 50 ° C. for 10 minutes. Next, the substrate was washed with 20 mM hydrochloric acid and then with phosphate buffered saline (PBS) to introduce a formyl group on the surface of the core portion of the optical fiber. In addition, this optical fiber
A carboxyl group was introduced by immersion in a 3% chromium trioxide solution (0.3 N sulfuric acid solvent) at room temperature for 3 hours.

【0023】(4)前記(3)の処理を受けた光ファイ
バーを0.2N硫酸、蒸留水およびPBSで洗浄した。
次に2mg/mlのヒト膵アミラーゼ溶液に浸漬し、こ
こへ、水溶性カルボジイミド(CHMC)を20mg加
えて4℃、一晩放置した。反応後、0.05%Twee
n含有PBS(Tween PBS)で洗浄して、ヒト
膵アミラーゼ固定化センサーとし、これを検出部とし
た。
(4) The optical fiber subjected to the treatment of (3) was washed with 0.2N sulfuric acid, distilled water and PBS.
Next, the plate was immersed in a 2 mg / ml human pancreatic amylase solution, 20 mg of water-soluble carbodiimide (CHMC) was added thereto, and the mixture was allowed to stand at 4 ° C. overnight. After the reaction, 0.05% Tween
After washing with n-containing PBS (Tween PBS), a human pancreatic amylase-immobilized sensor was used as a detection unit.

【0024】(5)100μlの水に4mgのNa2
3 と10mgのビオチンを溶かした。次いで、1.8
μMのキトサン溶液2mlと混合し、水溶性カルボジイ
ミド100mgを添加して室温で一晩反応させた。次い
で0.2g/mlのNa2 CO3 と0.1g/mlのN
aClの混合液4mlを加えてビオチン化キトサン(b
−c)を沈澱させた。遠心分離にてこの沈澱を回収した
後、この沈澱を0.1g/mlのNa2 CO3 と0.3
g/mlのNaClの混合液で2回洗浄し、さらにこの
沈澱を10mMリン酸緩衝液(pH7)2mlに懸濁し
て、同緩衝液500mlに対して4℃、一晩透析した。
透析後、透析物を回収し、b−c懸濁液を得た。
(5) 4 mg of Na 2 C in 100 μl of water
O 3 and was dissolved biotin of 10mg. Then, 1.8
The mixture was mixed with 2 ml of a μM chitosan solution, 100 mg of water-soluble carbodiimide was added, and the mixture was reacted at room temperature overnight. Then 0.2 g / ml Na 2 CO 3 and 0.1 g / ml N
4 ml of a mixed solution of aCl is added to the mixture, and biotinylated chitosan (b
-C) was precipitated. After collecting the precipitate by centrifugation, the precipitate was washed with 0.1 g / ml of Na 2 CO 3 and 0.3 g / ml.
The precipitate was washed twice with a mixture of g / ml of NaCl, suspended in 2 ml of 10 mM phosphate buffer (pH 7), and dialyzed against 500 ml of the same buffer at 4 ° C. overnight.
After the dialysis, the dialysate was collected to obtain a bc suspension.

【0025】(6)前記(5)のb−c懸濁液にヤギ由
来抗ヒトIg抗体100μgを加え、さらに水溶性カル
ボジイミド10mgを添加して、4℃、6時間反応させ
た。反応終了後、陰イオン交換カラムを用いて未反応物
を除去し、抗ヒトIg抗体が結合したb−cを得た。 (7)アビジン1mgおよびトリエチルアミン0.2m
lを1mlのエタノールに溶解させた。次いでシアニン
色素の一種、NK1160(日本感光色素研究所製)を
加えて十分に溶解させ、ジシクロヘキシルカルボジイミ
ド0.3mlを加えて、室温で一晩反応させた。 (8)遠心分離にてアビジンを沈澱回収後、この沈澱を
エタノールで2回洗浄し、遠心回収後、アスピレータで
沈澱中に残っているエタノールを減圧除去した。この残
留物を20mM酢酸緩衝液(pH6.5)に溶解し、N
K1160で修飾されたアビジンを得た。
(6) 100 μg of a goat-derived anti-human Ig antibody was added to the bc suspension of the above (5), and 10 mg of water-soluble carbodiimide was further added, followed by reaction at 4 ° C. for 6 hours. After completion of the reaction, unreacted substances were removed using an anion exchange column to obtain bc to which an anti-human Ig antibody was bound. (7) Avidin 1 mg and triethylamine 0.2 m
was dissolved in 1 ml of ethanol. Next, NK1160 (a kind of cyanine dye) (manufactured by Nippon Kogaku Dye Laboratories) was added and sufficiently dissolved, and 0.3 ml of dicyclohexylcarbodiimide was added, followed by reaction at room temperature overnight. (8) After collecting and collecting the precipitate of avidin by centrifugation, the precipitate was washed twice with ethanol, and after collecting by centrifugation, the ethanol remaining in the precipitate was removed under reduced pressure using an aspirator. This residue was dissolved in 20 mM acetate buffer (pH 6.5),
Avidin modified with K1160 was obtained.

【0026】(9)各濃度のヒト膵アミラーゼ抗体溶液
中に前記(4)の検出部を20分浸漬した。次に0.2
%Tween20を含有する1Mチオシアン酸カリウム
水溶液(Tween KSCN)で洗浄後、抗ヒトIg
抗体が結合したb−cの溶液に10分間浸漬した。さら
に前記(8)のNK1160で修飾されたアビジン溶液
に前記(4)の検出部を5分間浸漬した。 (10)さらにTween KSCNで洗浄後、図1に
示す装置を用いてヘリウム−ネオンレーザ系で励起して
蛍光を測定したところ、3ng/mlまで測定できた。
(9) The detection part of (4) was immersed in a human pancreatic amylase antibody solution of each concentration for 20 minutes. Then 0.2
After washing with a 1 M aqueous potassium thiocyanate solution containing 20% Tween 20 (Tween KSCN), anti-human Ig
It was immersed in the solution of bc to which the antibody was bound for 10 minutes. Further, the detection unit of (4) was immersed in the avidin solution modified with NK1160 of (8) for 5 minutes. (10) After further washing with Tween KSCN, the fluorescence was measured by excitation with a helium-neon laser system using the apparatus shown in FIG. 1, and it was possible to measure up to 3 ng / ml.

【0027】実施例2 実施例1の(4)において、三酸化クロム処理後、一週
間室温に放置後、同様の操作を行っても実施例1と同様
の3ng/mlまで再現よく測定できた。
Example 2 In (1) of Example 1, after the treatment with chromium trioxide, the sample was allowed to stand at room temperature for one week, and the same operation as in Example 1 could be performed with good reproducibility up to 3 ng / ml. .

【0028】実施例3 実施例1の(3)において、三酸化クロム処理の代わり
に、0.5%過マンガン酸カリウム溶液を使用する以外
は、同様に行って3ng/mlまで再現よく測定でき
た。
Example 3 The procedure of Example 1 (3) was repeated, except that a 0.5% potassium permanganate solution was used instead of the chromium trioxide treatment. Was.

【0029】実施例4 (1)実施例1の(1)〜(3)と同様の方法で光ファ
イバーのコア表面にホルミル基を導入した。さらに、こ
の光ファイバーを8%過酸化水素水に浸漬し、室温で4
時間放置した。 (2)次にファイバーを水、PBSで洗浄し、カルボキ
シル基を導入した光ファイバーを得た。 (3)以下、実施例1の(4)〜(10)と同様の方法
でヒト膵アミラーゼ抗体を測定したところ4ng/ml
まで測定できた。
Example 4 (1) A formyl group was introduced into the core surface of an optical fiber in the same manner as in (1) to (3) of Example 1. Further, this optical fiber is immersed in 8% hydrogen peroxide solution, and
Left for hours. (2) Next, the fiber was washed with water and PBS to obtain an optical fiber into which a carboxyl group was introduced. (3) Hereinafter, the human pancreatic amylase antibody was measured in the same manner as in (4) to (10) of Example 1, and the result was 4 ng / ml.
Could be measured up to

【0030】実施例5 (1)実施例1の(1)〜(3)と同様の方法で光ファ
イバーのコア表面にホルミル基を導入した。さらに、こ
の光ファイバーを0.1%炭酸ナトリウム水溶液を溶媒
とした1Mのβ−アラニン溶液に浸漬し、室温に6時間
放置した。 (2)6時間後、ファイバーをβ−アラニン溶液から取
り出し、2%水素化ホウ素ナトリウム水溶液に室温、3
0分浸漬した。このファイバーを水、PBSで十分洗浄
して、カルボキシル基を導入した光ファイバーを得た。 (3)以下、実施例1の(4)〜(10)と同様の方法
でヒト膵アミラーゼ抗体を測定したところ2ng/ml
まで測定した。
Example 5 (1) A formyl group was introduced into the surface of the core of an optical fiber in the same manner as in (1) to (3) of Example 1. Further, this optical fiber was immersed in a 1 M β-alanine solution using a 0.1% aqueous solution of sodium carbonate as a solvent, and left at room temperature for 6 hours. (2) After 6 hours, the fiber is taken out from the β-alanine solution and added to a 2% aqueous sodium borohydride solution at room temperature for 3 hours.
Dipped for 0 minutes. The fiber was sufficiently washed with water and PBS to obtain an optical fiber into which a carboxyl group had been introduced. (3) Hereinafter, the human pancreatic amylase antibody was measured in the same manner as in (4) to (10) of Example 1, and the result was 2 ng / ml.
It was measured until.

【0031】実施例6 実施例5の(1)においてβ−アラニンの代わりにグル
タミン酸を使用する以外は、同様に行って2ng/ml
まで再現よく測定できた。
Example 6 The procedure of Example 5 (1) was repeated except that glutamic acid was used instead of β-alanine to obtain 2 ng / ml.
It was able to measure well up to reproducibility.

【0032】実施例7 実施例5の(1)においてβ−アラニンの代わりにアス
パラギン酸を使用する以外は、同様に行って2ng/m
lまで測定できた。
Example 7 The procedure of Example 5 (1) was repeated, except that aspartic acid was used instead of β-alanine, to obtain 2 ng / m 2.
1 could be measured.

【0033】実施例8 実施例5の(1)においてβ−アラニンの代わりに4−
アミノ酪酸を使用する以外は、同様に行って2ng/m
lまで測定できた。
Example 8 In Example 1 (1), 4-β-alanine was used instead of β-alanine.
2 ng / m 2 except that aminobutyric acid was used.
1 could be measured.

【0034】比較例1 実施例1の(3)において、三酸価クロム処理をせず、
一週間室温に放置後、ヒト由来膵アミラーゼ溶液にホル
ミル基を導入した光ファイバーを浸漬して作製した検出
部を用いて測定すると、2mg/mlまでしか測定でき
ず、再現性も低かった。
Comparative Example 1 In Example 1, (3), the chromium triacid value was not treated.
After standing at room temperature for one week, the measurement was performed using a detection unit prepared by immersing an optical fiber having a formyl group introduced into a human-derived pancreatic amylase solution, and only up to 2 mg / ml was measured, and the reproducibility was low.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明により得られる光ファイバーのコ
ア表面上に導入したカルボキシル基は、酸化還元あるい
は高温などの雰囲気下でも安定であり、長期保存にも耐
える。また、ホルミル基を有しないことから、製造時に
おいても光ファイバーチップは白濁の心配がなく、測定
時において、光ファイバーの光透過率を100%維持で
きる。
The carboxyl group introduced on the core surface of the optical fiber obtained by the present invention is stable even under an atmosphere such as redox or high temperature, and can withstand long-term storage. In addition, since the optical fiber chip does not have a formyl group, the optical fiber chip does not have to worry about white turbidity even at the time of manufacture, and can maintain the light transmittance of the optical fiber at 100% at the time of measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1はレーザを使用する蛍光免疫測定装置の概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fluorescence immunoassay apparatus using a laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバー 2 レーザ 3 光軸合わせのためのガイドレール 4 検出部 5 フィルター 6 蛍光検出部 7 ハーフミラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber 2 Laser 3 Guide rail for optical axis alignment 4 Detector 5 Filter 6 Fluorescence detector 7 Half mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 国際公開90/13029(WO,A1) ケミカル・エンジニアリング,第35 巻,第11号(1990年),第26−30頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 - 6/54 G01N 33/533 G01N 33/543 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References International Publication 90/13029 (WO, A1) Chemical Engineering, Vol. 35, No. 11, (1990), pp. 26-30 (58) Fields investigated ( Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/00-6/54 G01N 33/533 G01N 33/543

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 樹脂製光ファイバーのコア表面上に存在
するホルミル基を酸化剤で酸化することにより、該樹脂
製光ファイバーのコア表面上にカルボキシル基を導入す
ることを特徴とする光ファイバーの製造方法。
1. A method for producing an optical fiber, comprising oxidizing a formyl group present on the core surface of a resin optical fiber with an oxidizing agent to introduce a carboxyl group onto the core surface of the resin optical fiber.
【請求項2】 酸化に用いる酸化剤が三酸化クロム、過
マンガン酸カリウムまたは過酸化水素である請求項1記
載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the oxidizing agent used for the oxidation is chromium trioxide, potassium permanganate or hydrogen peroxide.
【請求項3】 コア表面上にホルミル基を有する樹脂製
光ファイバーをアミノ基とカルボキシル基を有する化合
物と反応させることにより、該樹脂製光ファイバーのコ
ア表面上にカルボキシル基を導入することを特徴とする
光ファイバーの製造方法。
3. A resin optical fiber having a formyl group on the core surface is reacted with a compound having an amino group and a carboxyl group to introduce a carboxyl group on the core surface of the resin optical fiber. Optical fiber manufacturing method.
【請求項4】 アミノ基とカルボキシル基を有する化合
物が、β−アラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、
および4−アミノ酪酸からなる群より選ばれる化合物で
ある請求項3記載の製造方法。
4. A compound having an amino group and a carboxyl group, wherein β-alanine, glutamic acid, aspartic acid,
The method according to claim 3, which is a compound selected from the group consisting of and 4-aminobutyric acid.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US7403716B2 (en) 2004-01-15 2008-07-22 Tdk Corporation Optical module for bi-directional communication system

Non-Patent Citations (1)

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ケミカル・エンジニアリング,第35巻,第11号(1990年),第26−30頁

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