JP3452218B2 - 診断試薬用ポリマーラテックスおよび診断薬 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】産業上の利用分野 本発明は、抗体−抗原反応等を用いた標的物質に親和性
を有するポリマーラテックスおよびこれを用いた診断試
薬に関する。

【０００２】従来の技術 ポリスチレン等のラテックスに抗原または抗体を担持さ
せ、このラテックスを血清等と混合し、血清等の中に存
在する抗体または抗原とラテックスとの凝集反応を検出
する免疫血清学的診断法が知られている。この方法は簡
便性と迅速性に優れているため、臨床検査の分野におい
て多くの種類の抗原または抗体の検出に用いられてい
る。

【０００３】このラテックスの凝集反応は一般に光学的
方法により測定されている。例えば、近赤外領域の光線
を照射し、テラックスの凝集反応混合物の散乱光の強度
変化を測定し、凝集反応を定量することが行われてい
る。

【０００４】このような目的に使用されるラテックスと
しては、ポリスチレンまたはスチレンと、スチレンスル
ホン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステル、アセトニトリルとの共重合体等からなるラ
テックス（特開昭５４−８９０１９５号）、含フッソポ
リマーラテックス（特開平１−２６６１１１号）などが
知られている。しかし、低濃度の抗原または抗体等を検
出するには高感度の検出を実現できるラテックスが依然
として求められているといえる。

【０００５】

【発明の概要】本発明者らは、ある種のカルバゾール誘
導体を重合して得られたポリマーラテックスが、凝集反
応に関し高感度で検出され得ることを見いだし、本発明
を完成させた。

【０００６】本発明による標的物質に親和性を有するポ
リマーラテックスは、下記一般式（Ｉ）：

【０００７】

【化２】

【０００８】（上記式中、Ｒ^１〜Ｒ^８は、同一または異
なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、ビニル基
または基（II）： −（ＣＨ_２）ｍ−ＯＯＣ−Ｃ（−ＣＨ_３）＝ＣＨ_２ （II） （上記基中、ｍは１〜８の整数を表す）を表し、Ｒ
^９は、低級アルキル基、ビニル基または基（III ）： −（ＣＨ_２）ｎ−ＯＯＣ−Ｃ（−ＣＨ_３）＝ＣＨ_２ （III ） （上記基中、ｎは１〜８の整数を表す）を表す）で表わ
される化合物の１０〜１００重量％と、前記一般式
（Ｉ）の化合物と共重合し得るビニル化合物の０〜９０
重量％とからなる単独重合体または共重合体であるポリ
マーラテックスに、標的物質に親和性を有する物質を担
持させてなるもの、である。

【０００９】本発明による被験試料中の標的物質の検出
法は、（ａ）前記ポリマーラテックスと被験試料とを混
合し、（ｂ）前記ラテックスの凝集を光学的に測定をす
ることを含んでなるもの、である。

【００１０】

【発明の具体的説明】一般式（Ｉ）においてＲ^１〜Ｒ^８
が表すハロゲン原子とは、フッ素原子、塩素原子、臭素
原子、ヨウ素原子をいうものとする。

【００１１】また、低級アルキル基とは、基が直鎖また
は分岐鎖の炭素数１〜６、好ましくは１〜４、のアルキ
ル基であることを意味する。一般式（Ｉ）においてＲ^９
が表す好ましい低級アルキル基としては、エチル、ｎ−
ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルが挙げられる。

【００１２】一般式（Ｉ）における基（II）および基
（III ）は、Ｃ_１−８アルキル（メタ）アクリロイル基
を表す。基（II）においてｍは１〜８、好ましくは２〜
４、の整数を表し、基（III ）においてｎは１〜８、好
ましくは２〜４、の整数を表す。ここで、分子中の基
（II）および基（III ）は同一であっても異なっていて
もよい。

【００１３】一般式（Ｉ）の化合物の好ましい化合物群
としては、一般式（Ｉ）においてＲ^１〜Ｒ^８が全て水素
原子を表すか、または同一または異なっていてもよく、
水素原子もしくは臭素原子または水素原子もしくはヨウ
素原子を表し、Ｒ^９がビニル基または前記基（III ）を
表すものが挙げられる。

【００１４】一般式（Ｉ）の化合物の好ましい例として
は、９‐ビニルカルバゾール、３，６‐ジブロモ‐９‐
ビニルカルバゾール、（９‐カルバゾリル）メチルメタ
クリレート、４‐（１，３，６‐トリヨード‐９‐カル
バゾリル）‐１‐ブチルメタクリレート、〔２‐（９‐
エチル）カルバゾリル）〕メチルメタクリレート、ω‐
（１，２，３，４，６，７，８‐ヘプタブロモ‐９‐カ
ルバゾリル）‐α‐Ｃ_１−８アルキル（メタ）アクリレ
ート等が挙げられ、特に好ましくは９−ビニルカルバゾ
ール、３，６−ジブロモ−９−ビニルカルバゾール、
（９−カルバゾリル）メチルメタクリレート、または４
−（１，３，６−トリヨード−９−カルバゾリル）−１
−ブチルメタクリレートである。

【００１５】一般式（Ｉ）の化合物の重合体中の量は、
１０〜１００重量％であり、好ましくは５０〜１００重
量％である。

【００１６】一般式（Ｉ）の化合物と共重合し得るビニ
ル化合物（以下単に「ビニル化合物」ということがあ
る）としては、その化合物中にビニル結合を有するもの
が挙げられる。ビニル化合物の好ましい例としては、ス
チレン、ビニルトルエン、クロルメチルスチレン、クロ
ルスチレン等のアリール基またはハロゲン化アリール基
を有するビニル化合物、スチレンスルホン酸ナトリウ
ム、スチレンスルホン酸アンモニウム等のスチレンスル
ホン酸塩、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物、メ
チルメタクリレート、エチルメタクリレート、フェニル
メタクリレート、ベンジルメタクリレート、２‐エチル
ヘキシルアクリレート等のアクリレートまたはメタクリ
レート、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン
酸、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキ
シプロピルメタクリレート等のヒドロキシ基含有単量
体、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート等の窒素含有単量体、アリルグ
リシジルエーテル、グリシジルメタクリレート等のエポ
キシ基単量体、ｔ‐ブトキシエチレン、ネオペンチルオ
キシエチレン等のビニルエーテル等が挙げられ、特に好
ましくはスチレン、２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ジメチルアミノエチルメタクリレート、グリシジル
メタクリレートである。ビニル化合物の重合体中の量
は、０〜９０重量％であり、好ましくは０〜５０重量％
である。

【００１７】重合体中のカルバゾール誘導体の濃度が１
００重量％であるときには重合体はカルバゾール誘導体
の単独重合体である。また、カルバゾール誘導体の濃度
が１００重量％未満であるときは重合体はカルバゾール
誘導体とビニル化合物との共重合体である。共重合体中
のカルバゾール誘導体とビニル化合物との比は特に限定
されないが、カルバゾール誘導体の濃度が大きいほどポ
リマーラテックスの凝集に関し好ましいと考えられる。

【００１８】本発明において用いられるポリマーラテッ
クスは、通常、水を分散媒とし、前記した単独重合体ま
たは共重合体を分散相としたエマルジョン状態を採る。
この状態は後記する乳化重合法などの製造方法を採用す
ることで実現できる。従って、本発明において用いられ
るポリマーラテックスは乳化剤、重合開始剤などの成分
を不可避的に含んでいてもよい。

【００１９】本発明の好ましい態様によれば、用いられ
るポリマーラテックス中の分散相としての重合体成分の
粒径は０．０１〜１０μｍ程度であるのが好ましく、更
に好ましくは０．１〜１μｍである。

【００２０】本発明によるポリマーラテックスは「標的
物質に親和性を有する物質」が担持されたものである。

【００２１】ポリマーラテックスに担持される「標的物
質に親和性を有する物質」とは、標的物質と抗原−抗体
反応、酵素−基質反応またはリガンド−受容体反応等に
よって親和性を有する物質をいう。具体的には、免疫グ
ロブリン（例えば、ヒトおよび動物免疫グロブリン、変
性免疫グロブリン）、各種ウイルス抗原（例えば、α‐
フェトプロテイン、Ｃ反応性タンパク（ＣＲＰ）、肝炎
ウイルス関連抗原、風疹ＨＡ抗原等）、種々の細菌、真
菌、毒素等の微生物抗原（例えば、トキソプラズマ、梅
毒トレポネーマ等）、各種血漿タンパク成分（例えば、
アルブミン補体成分等）、各種ホルモン（例えば、エス
トロゲン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン（ＨＣＧ）等）、
抗体（例えば、抗ＣＥＡ（carcinoembryonic antigen）
抗体、抗反応性タンパク抗体、抗フィブリノーゲン抗
体、抗γ‐グロブリン抗体等）、ホルモン受容体（例え
ば、甲状腺刺激ホルモンリセプター、ＨＣＧリセプター
等）酵素（例えば、アルカリフォスファターゼ、コリン
エステラーゼ等）、基質（例えば、コレステロール、尿
酸等）、ヘモグロビン誘導体、糖誘導体（例えば糖化合
物、糖タンパク質）が挙げられる。

【００２２】これらの「標的物質に親和性を有する物
質」のポリマーラテックスへの担持は物理的吸着、化学
結合によるもののいずれであってもよいが、物理吸着に
よるのが簡便である。

【００２３】本発明によるポリマーラテックスは、標的
物質に親和性を有する物質を担持している。ここで、こ
のポリマーラテックスを「標的物質」が存在している系
に存在させると、この「標的物質」がポリマーラテック
ス表面に結合する。更に、この「標的物質」はポリマー
ラテックス粒子間を架橋するなどして、その結果、ポリ
マーラテックス粒子の凝集塊を生じさせる。この凝集塊
の存在を検出することにより、系内に標的物質が存在し
ているかどうかを知ることが出来る。

【００２４】本発明によるポリマーラテックスを用いる
と、光学的測定法によりその凝集を高感度で検出するこ
とが出来る。以下の理論に拘束されるわけではないが、
この高感度は、本発明によるポリマーラテックスの屈折
率が高く、よく光を散乱させる、すなわち散乱強度が大
きいことによると考えられる。つまり、ポリマーラテッ
クスの凝集に、系の濁度がより敏感に対応することによ
ると考えられる。具体的な凝集を検出するための光学的
測定法としては、比濁分析法または比ろう分析法として
知られている測定法等が挙げられる。

【００２５】本発明の好ましい態様によれば、標的物質
が存在していると思われる系に加えられた状態において
本発明によるポリマーラテックスは、１．６０以上の屈
折率を有しているのが好ましく、より好ましくは１．６
０〜２．００程度である。

【００２６】本発明によるポリマーラテックスは高い感
度で標的物質の存在非存在を知ることが出来るので、そ
の測定の自動化においても有利に利用することが出来る
と考えられる。

【００２７】以上のように本発明によるポリマーラテッ
クスによれば、ある系に存在する特定の物質の存在非存
在を知ることが出来る。ここで、この特定の物質、すな
わち標的物質、として、生物の個体の状態を示す物質を
選択すれば、個体の特定の状態または疾病の有無の診断
を行うことが可能となる。従って、本発明の別の態様に
よれば、本発明によるポリマーラテックスを利用した診
断試薬および被験試料中の標的物質の検出法が提供され
る。すなわち、本発明による検出法は、標的物質が存在
すると予想される被験試料と、本発明によるポリマーラ
テックスとを混合し、ポリマーラテックスの凝集を光学
的に測定することを含んでなる方法である。被験試料お
よび標的物質はそれらの存在の可能性、量を勘案して適
宜選択されてよいが、具体的には被験試料としては血
液、血清、体液、尿、便などが挙げられ、また、標的物
質としては前記したようなものが挙げられる。

【００２８】標的物質が存在していると思われる系へ添
加されるポリマーラテックスの濃度は、標的物質の性
質、予想されるその存在量、得られる散乱光強度などを
勘案して適宜決定されてよいが、一般的にはラテックス
粒子に換算して、０．０１〜１０重量％程度が好まし
く、より好ましくは０．１〜１重量％程度である。

【００２９】本発明によるポリマーラテックスは好まし
くは前記の各単量体を水性媒体中にて水溶性ラジカル重
合開始剤を使用して、当業界で通常用いられる方法によ
り乳化重合することによって得られる。

【００３０】水溶性ラジカル重合開始剤としては、好ま
しくは過硫酸ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化アン
モニウム等の過酸化塩または過硫酸塩と、チオ硫酸ナト
リウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸水素ナトリウム等
のチオ硫酸化合物および銅イオン、鉄イオン等の分解促
進剤とを組み合わせたレドックス系触媒が挙げられる。
水溶性ラジカル重合開始剤の濃度は重合温度、単量体濃
度に依存して決定することができるが、単量体１００重
量部に対し０．０５〜３０重量部の範囲が好ましい。
０．０５重量部より少ないと反応速度が遅く経済的でな
く、３０重量部より大きくなると重合時の凝固物が増加
する場合があるので避けるのが好ましい。

【００３１】乳化剤としては、アルキルジフェニルオキ
サイドジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンス
ルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナト
リウム等が挙げられる。これら乳化剤の添加量は単量体
１００重量部に対し０．００５〜３重量部が好ましい。
乳化剤の量が０．００５重量部以下になると重合時に凝
固物が増加してしまい、一方、３重量部を越えると、重
合体粒子の粒子径が小さくなり、かつ、水性媒体中の遊
離の乳化剤が増加し抗原−抗体反応等の感度を下げる場
合があるので好ましくない。

【００３２】このポリマーラテックスへの標的物質に親
和性を有する物質の担持は、物理的吸着の場合は、両者
を単に混合することで達成することが出来る。また、化
学的結合による場合には、ポリマーラテックスまたは標
的物質に親和性を有する物質の表面に存在する官能基を
利用して、若しくは適当な官能基を有するスペーサを介
して行うことが出来る。

【００３３】

【実施例】本発明を以下の実施例によって詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例１〜６ イオン交換水３５０ｇ、過硫酸カリウム０．０８７５
ｇ、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．００２
６ｇおよび下記第１表に示す単量体３．５ｇを反応容器
に加え、容器内を窒素ガスで置換し、次いで反応温度７
０℃で２４時間反応させた。得られたラテックスについ
てレーザー粒径解析システムＬＰＡ−３０００／３１０
０（大塚電子社製）を用い動的光散乱法によって平均粒
径を、またアッベ屈折率計を用いて屈折率の測定をそれ
ぞれ行った。結果は第１表に示される通りであった。

【００３４】

【表１】

【００３５】これらのラテックス粒子を水系分散体に懸
濁させ固形分濃度１％の懸濁液を２ｍｌ調製した。この
懸濁液に０．１％抗ＣＥＡ抗体溶液１ｍｌを加えて、抗
体をラテックスに吸着させて固定化することにより、抗
体感作を行って診断用ラテックスを調製した。抗ＣＥＡ
抗体で感作された上記診断用ラテックスを用い、各ＣＥ
Ａ濃度における積分球濁度変化を協和メデックス社製Ｅ
Ｌ−１２００を用いて測定した。測定は、診断用ラテッ
クス０．２５ｍｌに対して緩衝液０．１５ｍｌおよび各
ＣＥＡ濃度のサンプル０．１ｍｌを加えて行った。結果
は第２表に示される通りであった。

【００３６】

【表２】

【００３７】比較例 従来担体ラテックスとして市販されているポリスチレン
ラテックスを用い、実施例１〜５と同様の方法で抗ＣＥ
Ａ抗体を感作させて診断用ラテックスを調製し、同様に
各ＣＥＡ濃度における積分球濁度変化を測定した。平均
粒径および屈折率は第１表に、測定結果は第２表にそれ
ぞれ示される通りであった。本発明による診断用ラテッ
クスは市販品を用いて調製されたもの（スチレン重合
体）に比べ感度が高く、光学的測定に適していた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｔ (72)発明者 今 井 嗣 三重県四日市市桜花台１−33−12 (72)発明者 小 栗 一 人 三重県四日市市生桑町2273−１ (56)参考文献 特開 平４−208860（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 33/545 C08F 212/08 C08F 220/34 C08L 25/08 C08L 33/00 G01N 33/50

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】標的物質に親和性を有するポリマーラテッ
   クスであって、下記一般式（Ｉ）： 【化１】 （上記式中、Ｒ^１〜Ｒ^８は、同一または異なっていても
   よく、水素原子、ハロゲン原子、ビニル基または基（I
   I）： −（ＣＨ_２）ｍ−ＯＯＣ−Ｃ（−ＣＨ_３）＝ＣＨ_２
   （II） （上記基中、ｍは１〜８の整数を表す）を表し、 Ｒ^９は、低級アルキル基、ビニル基または基（III ）： −（ＣＨ_２）ｎ−ＯＯＣ−Ｃ（−ＣＨ_３）＝ＣＨ_２
   （III ） （上記基中、ｎは１〜８の整数を表す）を表す）で表わ
   される化合物の１０〜１００重量％と、前記一般式
   （Ｉ）の化合物と共重合し得るビニル化合物の０〜９０
   重量％とからなる単独重合体または共重合体であるポリ
   マーラテックスに、標的物質に親和性を有する物質を担
   持させてなる、ポリマーラテックス。
2. 【請求項２】一般式（Ｉ）において、 Ｒ^１〜Ｒ^８が、全て水素原子を表すか、または同一また
   は異なっていてもよく、水素原子もしくは臭素原子また
   は水素原子もしくはヨウ素原子を表し、 Ｒ^９がビニル基または前記基（III ）を表すものであ
   る、請求項１に記載のポリマーラテックス。
3. 【請求項３】一般式（Ｉ）の化合物が、９−ビニルカル
   バゾール、３，６−ジブロモ−９−ビニルカルバゾー
   ル、（９−カルバゾリル）メチルメタクリレートおよび
   ４−（１，３，６−トリヨード−９−カルバゾリル）−
   １−ブチルメタクリレートからなる群から選択されるも
   のである、請求項１または２に記載のポリマーラテック
   ス。
4. 【請求項４】一般式（Ｉ）の化合物と共重合し得るビニ
   ル化合物が、スチレン、２−ヒドロキシエチルアクリレ
   ート、グリシジルメタクリレート、ジメチルアミノエチ
   ルメタクリレートから選択されるものである、請求項１
   〜３いずれか一項に記載のポリマーラテックス。
5. 【請求項５】標的物質に親和性を有する物質が、抗体−
   抗原反応、酵素−基質反応またはリガンド−受容体反応
   によって親和性を有するものである、請求項１〜４いず
   れか一項に記載のポリマーラテックス。
6. 【請求項６】標的物質に親和性を有する物質が、免疫グ
   ロブリン、抗体、抗原、酵素、基質、血漿タンパク質成
   分、ホルモン、ホルモン受容体、ヘモグロビン誘導体、
   糖誘導体からなる群から選択されるものである、請求項
   ５に記載のポリマーラテックス。
7. 【請求項７】屈折率が１．６０以上である、請求項１〜
   ６いずれか一項に記載のポリマーラテックス。
8. 【請求項８】診断試薬として用いられる、請求項１〜７
   いずれか一項に記載のポリマーラテックス。
9. 【請求項９】被験試料中の標的物質の検出法であって、 （ａ）請求項１〜８いずれか一項に記載のポリマーラテ
   ックスと被験試料とを混合し、 （ｂ）前記ラテックスの凝集を光学的に測定することを
   含んでなる、検出法。