JP3095911B2 - カルボキシル基を導入した光ファイバーの製造方法 - Google Patents
カルボキシル基を導入した光ファイバーの製造方法Info
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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と一般式（２） ＯＨＣ−ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （２） （但し、Ｒは炭素数１〜５の直鎖又は分岐のアルキレン
基又は単結合を表し、Ｒ’は水素原子または炭素数１〜
６のアルキル基を表す。）で表される化合物とを反応さ
せて該コア表面に一般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させ、次いで該アルケニル基を
酸化することにより該樹脂製光ファイバーのコア表面に
カルボキシル基を導入することを特徴とするカルボキシ
ル基を導入した光ファイバーの製造方法、（２）コア表
面の該アルケニル基の酸化において、低級アルコール又
は水に該コア表面を浸漬し、オゾン−酸素混合気流を通
じ、次いで過酸化水素で処理することによりコア表面に
カルボキシル基を導入することを特徴とする前記（１）
記載の製造方法、および（３）コア表面の該アルケニル
基の酸化において、まず四酸化オスミウム次いでメタ過
ヨウ素酸塩で処理することにより該アルケニル基をホル
ミル基に変換し、次いで三酸化クロム、過マンガン酸カ
リウムまたは過酸化水素で処理することにより、又はア
ミノ酸類と反応させることにより、コア表面にカルボキ
シル基を導入することを特徴とする前記（１）記載の製
造方法に関する。
ァイバーのコア表面と一般式（２） ＯＨＣ−ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （２） （但し、Ｒは炭素数１〜５の直鎖又は分岐のアルキレン
基又は単結合を表し、Ｒ’は水素原子または炭素数１〜
６のアルキル基を表す。）で表される化合物とを反応さ
せて該コア表面に一般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させ、次いで該アルケニル基を
酸化することにより該樹脂製光ファイバーのコア表面に
カルボキシル基を導入することを特徴とするカルボキシ
ル基を導入した光ファイバーの製造方法、（２）コア表
面の該アルケニル基の酸化において、低級アルコール又
は水に該コア表面を浸漬し、オゾン−酸素混合気流を通
じ、次いで過酸化水素で処理することによりコア表面に
カルボキシル基を導入することを特徴とする前記（１）
記載の製造方法、および（３）コア表面の該アルケニル
基の酸化において、まず四酸化オスミウム次いでメタ過
ヨウ素酸塩で処理することにより該アルケニル基をホル
ミル基に変換し、次いで三酸化クロム、過マンガン酸カ
リウムまたは過酸化水素で処理することにより、又はア
ミノ酸類と反応させることにより、コア表面にカルボキ
シル基を導入することを特徴とする前記（１）記載の製
造方法に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【０００８】本発明においては、樹脂製光ファイバーの
コア表面と一般式（２） ＯＨＣ−ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （２） （但し、Ｒは炭素数１〜５の直鎖又は分岐のアルキレン
基又は単結合を表し、Ｒ’は水素原子または炭素数１〜
６のアルキル基を表す。）で表される化合物とを反応さ
せて、まず該コア表面に一般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させる。
コア表面と一般式（２） ＯＨＣ−ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （２） （但し、Ｒは炭素数１〜５の直鎖又は分岐のアルキレン
基又は単結合を表し、Ｒ’は水素原子または炭素数１〜
６のアルキル基を表す。）で表される化合物とを反応さ
せて、まず該コア表面に一般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させる。
【０００９】ここで、一般式（２）で表される化合物を
調製するには公知の方法による。例えば、一般式（１） ＨＯＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （１） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れる化合物をジクロロメタン溶媒中ピリジウム・クロロ
クロム酸と室温で反応させることにより容易に得られ
る。
調製するには公知の方法による。例えば、一般式（１） ＨＯＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （１） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れる化合物をジクロロメタン溶媒中ピリジウム・クロロ
クロム酸と室温で反応させることにより容易に得られ
る。
【００１０】このようにして得られる一般式（２）で表
される化合物としては、３−ブテン−１−アール、３−
ペンテン−１−アール、４−ペンテン−１−アール、３
−ヘキセン−１−アール、５−ヘキセン−１−アール、
６−ヘプテン−１−アール、５−メチル−３−ヘキセン
−１−アール、７−オクテン−１−アール、８−デセン
−１−アール又は３−エチル−６−オクテン−１−アー
ル等が特に有利に用いられる。
される化合物としては、３−ブテン−１−アール、３−
ペンテン−１−アール、４−ペンテン−１−アール、３
−ヘキセン−１−アール、５−ヘキセン−１−アール、
６−ヘプテン−１−アール、５−メチル−３−ヘキセン
−１−アール、７−オクテン−１−アール、８−デセン
−１−アール又は３−エチル−６−オクテン−１−アー
ル等が特に有利に用いられる。
【００１１】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、前記のように、樹脂製光ファ
イバーのコア表面とこのようにして得られた一般式
（２）で表される化合物とを反応させて該コア表面に一
般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させる。このアルケニル基を導
入するに際しては、一般式（２）で表される化合物と樹
脂製光ファイバーのコアとをアルカリ性低級アルコール
中で加熱処理する方法が用いられる。
キシル基を導入するには、前記のように、樹脂製光ファ
イバーのコア表面とこのようにして得られた一般式
（２）で表される化合物とを反応させて該コア表面に一
般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させる。このアルケニル基を導
入するに際しては、一般式（２）で表される化合物と樹
脂製光ファイバーのコアとをアルカリ性低級アルコール
中で加熱処理する方法が用いられる。
【００１２】ここに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。
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。
【００１３】本発明における一般式（３）で表されるア
ルケニル基導入のための処理溶液は、少なくとも前記の
ような低級アルコールを溶媒とする０．５〜１００ｍＭ
のアルカリ金属水酸化物溶液および一般式（２）で表さ
れ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。用いられる
Ｎｉ塩溶液は、ＮｉＳＯ4 、ＮｉＣｌ2 等のＮｉ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。
ルケニル基導入のための処理溶液は、少なくとも前記の
ような低級アルコールを溶媒とする０．５〜１００ｍＭ
のアルカリ金属水酸化物溶液および一般式（２）で表さ
れ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。用いられる
Ｎｉ塩溶液は、ＮｉＳＯ4 、ＮｉＣｌ2 等のＮｉ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。
【００１４】このようにして樹脂製光ファイバーのコア
に導入された一般式（３）で表されるアルケニル基をカ
ルボキシル基に変換するには、このアルケニル基を直接
変換またはホルミル基経由による変換により行うことが
できる。具体的には、オゾン分解により直接カルボキシ
ル基に誘導する方法と、四酸化オスミウム−メタ過ヨウ
素酸塩処理により一旦ホルミル基にまで酸化し、次いで
該ホルミル基を酸化またはアミノ酸類との反応等に付し
てカルボキシル基に誘導する方法との二態様がある。
に導入された一般式（３）で表されるアルケニル基をカ
ルボキシル基に変換するには、このアルケニル基を直接
変換またはホルミル基経由による変換により行うことが
できる。具体的には、オゾン分解により直接カルボキシ
ル基に誘導する方法と、四酸化オスミウム−メタ過ヨウ
素酸塩処理により一旦ホルミル基にまで酸化し、次いで
該ホルミル基を酸化またはアミノ酸類との反応等に付し
てカルボキシル基に誘導する方法との二態様がある。
【００１５】第一の態様であるオゾン分解は次のように
行われる。まず、一般式（３）で表されるアルケニル基
を有する樹脂製光ファイバーをエタノール等の低級アル
コール、又は水に０〜７０℃で浸漬し、０．１〜２０％
のオゾンを含むオゾン−酸素混合気流を該液中に１〜２
４時間通ずる。次いで、０．１〜３０％の過酸化水素水
に該樹脂製光ファイバーを浸漬し、新しいエタノール等
の低級アルコール又は水で洗浄して、カルボキシル基を
有する樹脂製光ファイバーを得ることができる。
行われる。まず、一般式（３）で表されるアルケニル基
を有する樹脂製光ファイバーをエタノール等の低級アル
コール、又は水に０〜７０℃で浸漬し、０．１〜２０％
のオゾンを含むオゾン−酸素混合気流を該液中に１〜２
４時間通ずる。次いで、０．１〜３０％の過酸化水素水
に該樹脂製光ファイバーを浸漬し、新しいエタノール等
の低級アルコール又は水で洗浄して、カルボキシル基を
有する樹脂製光ファイバーを得ることができる。
【００１６】第二の態様であるホルミル基経由の酸化法
は次のように行われる。まず、一般式（３）で表される
アルケニル基を有する樹脂製光ファイバーを１〜５ｍｇ
／ｍｌの四酸化オスミウム水溶液に浸漬し、室温で１２
〜２４時間反応させる。次いで該ファイバーを取り出し
蒸留水で洗浄した後、０．１〜５Ｍの氷冷したメタ過ヨ
ウ素酸塩水溶液にファイバーを浸漬し、氷冷下０．５〜
２時間放置した後、該ファイバーを取り出し蒸留水等で
洗浄するとコア表面にホルミル基を有する樹脂製光ファ
イバーが得られる。ここで使用するメタ過ヨウ素酸塩と
しては、メタ過ヨウ素酸ナトリウムが好適に用いられ
る。
は次のように行われる。まず、一般式（３）で表される
アルケニル基を有する樹脂製光ファイバーを１〜５ｍｇ
／ｍｌの四酸化オスミウム水溶液に浸漬し、室温で１２
〜２４時間反応させる。次いで該ファイバーを取り出し
蒸留水で洗浄した後、０．１〜５Ｍの氷冷したメタ過ヨ
ウ素酸塩水溶液にファイバーを浸漬し、氷冷下０．５〜
２時間放置した後、該ファイバーを取り出し蒸留水等で
洗浄するとコア表面にホルミル基を有する樹脂製光ファ
イバーが得られる。ここで使用するメタ過ヨウ素酸塩と
しては、メタ過ヨウ素酸ナトリウムが好適に用いられ
る。
【００１７】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酸類すなわちア
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−アミノ酪酸等を含む
溶液に光ファイバーを浸漬する方法が挙げられる。
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酸類すなわちア
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−アミノ酪酸等を含む
溶液に光ファイバーを浸漬する方法が挙げられる。
【００１８】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、蒸留水およびリン酸
緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で洗浄する。また、過酸化水
素を使用する場合、５〜３０％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。
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、蒸留水およびリン酸
緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）で洗浄する。また、過酸化水
素を使用する場合、５〜３０％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。
【００１９】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酸類すなわち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０．１Ｍ〜飽和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。
ファイバーをアミノ酸類すなわち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０．１Ｍ〜飽和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。
【００２０】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。
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。
【００２１】
【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。
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。
【００２２】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％４−ペンテン−１−アール５０μ
ｌ添加し混合して処理溶液とした。
（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％４−ペンテン−１−アール５０μ
ｌ添加し混合して処理溶液とした。
【００２３】（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
３−ブテニル基を導入した。さらに、この光ファイバー
をエタノールに浸漬し、５％のオゾンを含むオゾン−酸
素混合気流を室温で２時間通じた後該光ファイバーを該
エタノールから取り出し、次いで、１０％Ｈ2 Ｏ2 に２
時間浸漬し、さらに新しいエタノールで洗浄することに
より、該光ファイバーのコアにカルボキシル基を導入し
た。
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
３−ブテニル基を導入した。さらに、この光ファイバー
をエタノールに浸漬し、５％のオゾンを含むオゾン−酸
素混合気流を室温で２時間通じた後該光ファイバーを該
エタノールから取り出し、次いで、１０％Ｈ2 Ｏ2 に２
時間浸漬し、さらに新しいエタノールで洗浄することに
より、該光ファイバーのコアにカルボキシル基を導入し
た。
【００２４】（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。
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。
【００２５】（５）１００μｌの水に４ｍｇのＮａ2 Ｃ
Ｏ3 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。
Ｏ3 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。
【００２６】（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。
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。
【００２７】（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。
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。
【００２８】実施例２ 実施例１の（４）において、オゾン分解によるカルボキ
シル基の導入後、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。
シル基の導入後、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。
【００２９】実施例３ （１）実施例１の（３）で得られた３−ブテニル基を導
入された樹脂製光ファイバーを２ｍｇ／ｍｌの四酸化オ
スミウム水溶液に浸漬し、室温で２４時間反応させた
後、該ファイバーを取り出し、蒸留水で洗浄後１Ｍの氷
冷したメタ過ヨウ素酸ナトリウム水溶液に該ファイバー
を浸漬し、氷冷下２時間放置した。次いで蒸留水等で洗
浄しコア表面にホルミル基を有する樹脂製光ファイバー
を得た。 （２）こうして得られたホルミル基を有する光ファイバ
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有する光ファイバー
に変換した。 （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。
入された樹脂製光ファイバーを２ｍｇ／ｍｌの四酸化オ
スミウム水溶液に浸漬し、室温で２４時間反応させた
後、該ファイバーを取り出し、蒸留水で洗浄後１Ｍの氷
冷したメタ過ヨウ素酸ナトリウム水溶液に該ファイバー
を浸漬し、氷冷下２時間放置した。次いで蒸留水等で洗
浄しコア表面にホルミル基を有する樹脂製光ファイバー
を得た。 （２）こうして得られたホルミル基を有する光ファイバ
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有する光ファイバー
に変換した。 （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。
【００３０】実施例４ （１）実施例３の（１）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１
Ｍ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。
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１
Ｍ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。
【００３１】実施例５ 実施例４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。
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。
【００３２】実施例６ 実施例４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。
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。
【００３３】実施例７ 実施例４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。
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。
【００３４】比較例１ 実施例３の（１）で得られたホルミル基を導入された光
ファイバーを、三酸化クロムで処理せず一週間室温に放
置後、ホルミル基を導入した該光ファイバーをヒト由来
膵アミラーゼ溶液に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。
ファイバーを、三酸化クロムで処理せず一週間室温に放
置後、ホルミル基を導入した該光ファイバーをヒト由来
膵アミラーゼ溶液に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。
【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。
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。
【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。
略図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【請求項１】 樹脂製光ファイバーのコア表面と一般式
（２） ＯＨＣ−ＣＨ2 −Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’ （２） （但し、Ｒは炭素数１〜５の直鎖又は分岐のアルキレン
基又は単結合を表し、Ｒ’は水素原子または炭素数１〜
６のアルキル基を表す。）で表される化合物とを反応さ
せて該コア表面に一般式（３） −ＣＨＣＨＯ−Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｒ’基 （３） （但し、ＲおよびＲ’は前記と同意義である。）で表さ
れるアルケニル基を結合させ、次いで該アルケニル基を
酸化することにより該樹脂製光ファイバーのコア表面に
カルボキシル基を導入することを特徴とするカルボキシ
ル基を導入した光ファイバーの製造方法。 - 【請求項２】 コア表面の該アルケニル基の酸化におい
て、低級アルコール又は水に該コア表面を浸漬し、オゾ
ン−酸素混合気流を通じ、次いで過酸化水素で処理する
ことによりコア表面にカルボキシル基を導入することを
特徴とする請求項１記載の製造方法。 - 【請求項３】 コア表面の該アルケニル基の酸化におい
て、まず四酸化オスミウム次いでメタ過ヨウ素酸塩で処
理することにより該アルケニル基をホルミル基に変換
し、次いで三酸化クロム、過マンガン酸カリウムまたは
過酸化水素で処理することにより、又はアミノ酸類と反
応させることにより、コア表面にカルボキシル基を導入
することを特徴とする請求項１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04335150A JP3095911B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | カルボキシル基を導入した光ファイバーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04335150A JP3095911B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | カルボキシル基を導入した光ファイバーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160649A JPH06160649A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3095911B2 true JP3095911B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=18285327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04335150A Expired - Lifetime JP3095911B2 (ja) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | カルボキシル基を導入した光ファイバーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095911B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013092034A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-16 | Matsuroku Kk | 支柱ユニット及び手摺 |
-
1992
- 1992-11-19 JP JP04335150A patent/JP3095911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ケミカル・エンジニアリング，第３５巻，第１１号（１９９０年），第２６−３０頁 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013092034A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-16 | Matsuroku Kk | 支柱ユニット及び手摺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06160649A (ja) | 1994-06-07 |
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