JP4591926B2 - Material surface modification method - Google Patents

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JP4591926B2 JP2005130686A JP2005130686A JP4591926B2 JP 4591926 B2 JP4591926 B2 JP 4591926B2 JP 2005130686 A JP2005130686 A JP 2005130686A JP 2005130686 A JP2005130686 A JP 2005130686A JP 4591926 B2 JP4591926 B2 JP 4591926B2
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Description

本発明は素材の表面改質方法に関する。本発明の改質方法は、高分子、セラミック、金属、繊維、成型樹脂など多種多様の素材に応用され、生体適合性及び親水性に優れた表面を有する成形品及び原料を容易に提供でき、例えば、医用材料、化粧料配合原料、分析関連素材、生化学的診断素材として有用である。   The present invention relates to a material surface modification method. The modification method of the present invention is applied to a wide variety of materials such as polymers, ceramics, metals, fibers, molding resins, and can easily provide molded products and raw materials having a surface excellent in biocompatibility and hydrophilicity, For example, it is useful as a medical material, a cosmetic compounding raw material, an analysis-related material, or a biochemical diagnostic material.

ホスホリルコリン基を有する重合体は生体適合性高分子として検討されており、この重合体を各種基剤に被覆させた生体適合性材料が開発されている。   Polymers having phosphorylcholine groups have been studied as biocompatible polymers, and biocompatible materials in which this polymer is coated on various bases have been developed.

例えば、特許文献1には、2−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンの単独重合体及び共重合体で被覆した粉末を、化粧料用粉末として利用して保湿性や皮膚密着性を改善した化粧料が開示されている。
また、特許文献2及び特許文献3には、ホスホリルコリン基を有する重合体で被覆した医療用材料や分離剤が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a cosmetic material in which a powder coated with a homopolymer and a copolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is used as a cosmetic powder to improve moisture retention and skin adhesion. Has been.
Patent Documents 2 and 3 disclose medical materials and separating agents coated with a polymer having a phosphorylcholine group.

上記の材料は、主に水酸基を有するアクリル系モノマーと2−クロロ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オキシドを反応させ、更にトリメチルアミンにより4級アンモニウムとすることによりホスホリルコリン構造を有するモノマーを合成しこれを重合して得られる重合体により、その表面が被覆されたものである(重合体の製造方法に関しては特許文献4及び5を参照)。   The above materials have a phosphorylcholine structure by reacting mainly an acrylic monomer having a hydroxyl group with 2-chloro-1,3,2-dioxaphosphorane-2-oxide and further converting to quaternary ammonium with trimethylamine. The surface is coated with a polymer obtained by synthesizing and polymerizing the monomer (see Patent Documents 4 and 5 for the method for producing the polymer).

特許文献4には、2−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンとメタクリル酸エステルの共重合体が製造され、特許文献5には2−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンの単独重合体が製造されている。   In Patent Document 4, a copolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and methacrylic acid ester is produced, and in Patent Document 5, a homopolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is produced.

また、特許文献6には、重合体以外のホスホリルコリン処理により生体適合性を向上させる方法として、反応基を有するホスホリルコリン基含有化合物による素材の表面処理が開示されている。
特開平7−118123号公報 特開2000−279512号公報 特開2002−98676号公報 特開平9−3132号公報 特開平10−298240号公報 特表平5−505121号公報
Patent Document 6 discloses surface treatment of a material with a phosphorylcholine group-containing compound having a reactive group as a method for improving biocompatibility by treatment with phosphorylcholine other than a polymer.
JP 7-118123 A JP 2000-279512 A JP 2002-98676 A JP-A-9-3132 JP-A-10-298240 Japanese National Patent Publication No. 5-505121

しかしながら、ホスホリルコリン基を有する重合体により素材を被覆して表面を改質する方法では、素材の形状によっては表面全体を効果的に被覆することは難しい。また、被覆した重合体が素材表面から剥離するため、耐久性に問題が生じる場合がある。さらには、素材表面が重合体により被覆されるため、ホスホリルコリン基による生体適合性を付与する目的から逸脱して、素材自体に要求されている基本的性質が失われる場合もある。
また、被覆に用いる重合体の上記製造方法は厳密な無水条件下にて行う必要があり、手法が煩雑という問題もある。さらに、重合条件により被覆重合体に結合しているホスホリルコリン基の安定性にも問題が生じる。
さらに特許文献6に示されている方法は結合様式から安定性に問題があり、また処理条件も極めて限定される上に処理効率も低いものであり実用性において効果を示すことは難しい。
However, in the method of modifying the surface by coating the material with a polymer having a phosphorylcholine group, it is difficult to effectively coat the entire surface depending on the shape of the material. Moreover, since the coated polymer peels from the surface of the material, there may be a problem in durability. Furthermore, since the surface of the material is coated with a polymer, the basic properties required for the material itself may be lost, deviating from the purpose of imparting biocompatibility by the phosphorylcholine group.
In addition, the above production method of the polymer used for coating needs to be carried out under strict anhydrous conditions, and there is a problem that the technique is complicated. Furthermore, the stability of the phosphorylcholine group bonded to the coating polymer is also problematic due to the polymerization conditions.
Furthermore, the method disclosed in Patent Document 6 has a problem in stability due to the coupling mode, and the processing conditions are extremely limited and the processing efficiency is low, so that it is difficult to show an effect in practical use.

本発明者らは、上述の観点から、ホスホリルコリン基により各種素材の表面を改質する方法について鋭意研究した結果、あらかじめホスホリルコリン基を有する重合体を素材表面に被覆する方法ではなく、カルボキシル基とホスホリルコリン基を含有する特定のホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して、これに共有結合可能な任意の官能基を有する素材表面に反応させると、素材表面における共有結合形成反応により、簡便かつ高い汎用性をもってホスホリルコリン基を素材表面に直接導入でき、優れた生体適合性及び親水性を有する素材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   From the above viewpoints, the present inventors have intensively studied the method of modifying the surface of various materials with phosphorylcholine groups. When a specific phosphorylcholine group-containing compound containing a group is reacted with a material surface having an arbitrary functional group that can be covalently bonded thereto via a carboxylic acid halide, a covalent bond forming reaction on the material surface facilitates the reaction. In addition, the present inventors have found that a phosphorylcholine group can be directly introduced onto the material surface with high versatility, and a material having excellent biocompatibility and hydrophilicity can be obtained, thereby completing the present invention.

一方、重合体により素材を被覆して表面を改質する方法であっても、特定のポリマーを使用してコーティングした後に上記本発明の方法を応用すると、単に親水性ポリマーのキャストにより物理的に被覆しただけに過ぎない従来の方法よりも素材表面のホスホリルコリン基の耐久性が十分に確保できることを見出した。そして、素材によっては(金属、プラスチック、ガラスなどの基板や加工品のように一定の厚みを有している素材等)、素材に要求される基本的性質を維持しつつ、本発明の方法により親水性や生体適合性を極めて容易に付与できるようになり、分離分析装置等の材料として有効に利用可能なことを見出して本発明を完成するに至った。   On the other hand, even when the material is coated with a polymer to modify the surface, when the method of the present invention is applied after coating with a specific polymer, it is physically simply cast by hydrophilic polymer. It has been found that the durability of the phosphorylcholine group on the surface of the material can be sufficiently ensured as compared with the conventional method which is merely coating. And depending on the material (a material having a certain thickness such as a substrate such as metal, plastic or glass or a processed product), the method of the present invention can be used while maintaining the basic properties required for the material. It became possible to impart hydrophilicity and biocompatibility very easily, and the present invention was completed by finding that it can be effectively used as a material for a separation analyzer and the like.

すなわち、本発明は、素材表面にアミノ基または水酸基を導入するステップと、次にグリセロホスホリルコリンの酸化的開裂反応により得られる下記式(1)で示されるホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して素材表面に直接的に共有結合により導入するステップとからなることを特徴とする素材の表面改質方法を提供するものである。

Figure 0004591926
(1)
式中、R1、R2、R3はそれぞれ独立に炭素原子数1〜6の直鎖若しくは分枝アルキル基を表す。R4はカルボキシル基を表す。n=1〜12、m=2〜4である。
That is, the present invention provides a phosphorylcholine group-containing compound represented by the following formula (1) obtained by introducing an amino group or a hydroxyl group on the surface of the material and then oxidative cleavage reaction of glycerophosphorylcholine with a carboxylic acid halide. And providing a method for modifying the surface of the material directly through covalent bonding to the surface of the material.
Figure 0004591926
(1)
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a carboxyl group. n = 1-12 and m = 2-4.

さらに、本発明は、前記式(1)において、n=1,m=2のホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して素材表面に直接的に共有結合により導入することを特徴とする上記の素材の表面改質方法を提供するものである。   Furthermore, the present invention is characterized in that a phosphorylcholine group-containing compound of n = 1, m = 2 in the above formula (1) is directly introduced into the material surface via a covalent bond via a carboxylic acid halide. A method for surface modification of the above-mentioned material is provided.

また、本発明は、下記式(1)で示されるホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して、アミノ基を有するシランカップラーと縮合させて得られる化合物、または、オレフィンを有するアミン若しくはアルコールと縮合させて得られる化合物を用いて導入することを特徴とする素材の表面改質方法を提供するものである。

Figure 0004591926
(1)
式中、R1、R2、R3はそれぞれ独立に炭素原子数1〜6の直鎖若しくは分枝アルキル基を表す。R4はカルボキシル基を表す。n=1〜12、m=2〜4である。 The present invention also provides a compound obtained by condensing a phosphorylcholine group-containing compound represented by the following formula (1) with a silane coupler having an amino group via a carboxylic acid halide, an amine having an olefin, or The present invention provides a method for modifying the surface of a material, which is introduced using a compound obtained by condensation with alcohol.
Figure 0004591926
(1)
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a carboxyl group. n = 1-12 and m = 2-4.

本発明の方法により、素材自体に要求されている基本的物理的性質を失うことなく、素材表面に結合安定性に優れたホスホリルコリン基を導入できる。
本発明の方法により得られる結合安定性に優れたホスホリルコリン基改質素材は、ホスホリルコリン基に起因する様々な効果を有効に発揮する。
また、これまでに我々は、グリセロホスホリルコリンの酸化的開裂により得られるアルデヒド体を素材表面のアミノ基と反応させる手法を開発している(特開平2004-175676, 特開平2004-225035)が、その場合、反応後にホスホリルコリン基と素材表面の接合部に2級アミンが形成され、あるpH領域においては正に帯電するため、負に帯電した化合物が吸着するなど、好ましくない効果が発現することもあった。今回の手法により形成される接合部はアミド或いはエステルであり、電気的に中性であることから、上記の問題を回避することが可能となった。
By the method of the present invention, a phosphorylcholine group having excellent bond stability can be introduced on the surface of the material without losing the basic physical properties required for the material itself.
The phosphorylcholine group-modified material excellent in bond stability obtained by the method of the present invention effectively exhibits various effects attributable to the phosphorylcholine group.
In addition, we have developed a method of reacting an aldehyde obtained by oxidative cleavage of glycerophosphorylcholine with an amino group on the surface of the material (JP 2004-175676, JP 2004-225035). In some cases, after reaction, a secondary amine is formed at the junction between the phosphorylcholine group and the surface of the material, and it is positively charged in a certain pH range, so that negatively charged compounds may be adsorbed, resulting in undesirable effects. It was. Since the joint formed by this method is an amide or ester and is electrically neutral, the above problem can be avoided.

以下、本発明を詳述する。
本発明の方法により、表面が処理される素材は限定されない。例えば、高分子、セラミックまたは金属からなる各種材料を好ましく処理できる。好ましく処理される高分子材料は、樹脂成形品、繊維、フィルム、シート、布、不織布、粉体などがあり、最終製品、中間加工品若しくは原料等として利用されるものであり、その形状は限定されない。セラミック又は金属からなる材料についても同様である。セラミック又は金属加工品、セラミック又は金属粉体が好ましく処理される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The material whose surface is treated by the method of the present invention is not limited. For example, various materials made of polymer, ceramic or metal can be preferably processed. Preferred polymer materials to be processed include resin molded products, fibers, films, sheets, cloths, nonwoven fabrics, powders, etc., which are used as final products, intermediate processed products, raw materials, etc., and their shapes are limited Not. The same applies to materials made of ceramic or metal. Ceramic or metal workpieces, ceramic or metal powders are preferably treated.

式(1)の化合物は公知化合物であっても新規化合物であってもよい。公知の方法により製造できる。例えば、以下に示す合成ルートにより合成できる。





合成ルート1

Figure 0004591926
合成ルート2
Figure 0004591926
The compound of formula (1) may be a known compound or a novel compound. It can be produced by a known method. For example, it can be synthesized by the synthesis route shown below.





Synthesis route 1
Figure 0004591926
Synthesis route 2
Figure 0004591926

一般的には、カルボキシル基を有する化合物は、アミノ基或いは水酸基を有する素材表面と直接的に共有結合させることが出来る。しかしながら、下記式(2)のように、末端にカルボキシル基を有する式(1)のホスホリルコリン含有化合物は、特にn=1〜6の場合、極めて極性が高く、水或いはメタノールのみに可溶であり、カルボジイミド系やカルボニルジイミダゾールなどの縮合剤を用いることができず、エステル化反応には適していない。また、アミド化も、水中で反応可能なカップリング剤は限られるため、反応のバリエーションに乏しい、カップリングする相手の化合物が水と反応する場合、利用できない、などの問題があった。これに対し、塩化チオニル、五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどを用いて活性化し、カルボン酸ハロゲン化物を経由する方法の場合、ホスホリルコリン化合物のカルボン酸ハロゲン化物は有機溶媒にも可溶となり、エステル化、アミド化が問題なく進行すると共に、水と反応してしまう化合物とも縮合可能であることを見出した。なお、カルボン酸ハロゲン化物を生成させる試薬は上記に限定されるものではなく、その他の試薬も必要に応じて用いることが可能である。






Figure 0004591926
(2)
式中、R1、R2、R3はそれぞれ独立に炭素原子数1〜6の直鎖若しくは分枝アルキル基を表す。n=1〜12、m=2〜4である。 In general, a compound having a carboxyl group can be directly covalently bonded to the surface of a material having an amino group or a hydroxyl group. However, as shown in the following formula (2), the phosphorylcholine-containing compound of the formula (1) having a carboxyl group at the terminal is extremely highly polar, particularly when n = 1 to 6, and is soluble only in water or methanol. In addition, a condensing agent such as carbodiimide or carbonyldiimidazole cannot be used, and it is not suitable for esterification reaction. In addition, since amidation also has limited coupling agents that can be reacted in water, there are problems such as poor reaction variations and inability to use when the partner compound to be coupled reacts with water. On the other hand, in the case of a method through activation using thionyl chloride, phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride, phosphorus tribromide, oxalyl chloride, and the like and via a carboxylic acid halide, the carboxylic acid halide of the phosphorylcholine compound is organic. It has been found that it is also soluble in a solvent, and esterification and amidation proceed without problems and can be condensed with a compound that reacts with water. In addition, the reagent which produces | generates a carboxylic acid halide is not limited to the above, Other reagents can also be used as needed.






Figure 0004591926
(2)
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. n = 1-12 and m = 2-4.

式(2)に示す化合物のnは上記のとおり規定されるが、nは小さいほど好ましく、1の場合に最も処理表面にホスホリルコリン基が近接することにより、蛋白付着抑制効果が最大限に発揮される。   N of the compound represented by the formula (2) is defined as described above, and n is preferably as small as possible. In the case of 1, when the phosphorylcholine group is closest to the treatment surface, the protein adhesion inhibitory effect is maximized. The

式(2)のホスホリルコリン基含有化合物を直接的に導入するとは、シランカップリング剤のように、式(2)の化合物と素材表面の官能基の間に任意のスペーサーが入っていてもかまわない。
また、式(2)のホスホリルコリン基含有化合物が共有結合した重合体で、素材を被覆する方法は含まないという意味である。
なお、素材自体が、すでに式(2)の化合物と反応できる官能基を有する重合体で被覆されている素材或いはこのような素材を製造し、これらに対して、式(2)の化合物を共有結合させる方法を、本発明の方法から除外するものではない。
The direct introduction of the phosphorylcholine group-containing compound of the formula (2) may include an optional spacer between the compound of the formula (2) and the functional group on the material surface, such as a silane coupling agent. .
Further, it means that a method of coating the material with a polymer in which the phosphorylcholine group-containing compound of the formula (2) is covalently bonded is not included.
The material itself is already coated with a polymer having a functional group capable of reacting with the compound of the formula (2) or such a material, and the compound of the formula (2) is shared with them. The method of combining is not excluded from the method of the present invention.

改質する素材表面には、式(2)の化合物と共有結合可能な官能基(アミノ基、水酸基など)が必要である。
素材自体にアミノ基、水酸基、またはシランカップリング剤と反応する官能基(シラノール基、ヒドロシリル基など)が存在しない場合は、公知の方法若しくは今後開発される方法によりこれらを導入する。例えば、下記に示す公知の方法により、アミノ基、水酸基、シラノール基を素材表面に付与することが出来る。
The surface of the material to be modified must have a functional group (amino group, hydroxyl group, etc.) that can be covalently bonded to the compound of the formula (2).
When there are no amino groups, hydroxyl groups, or functional groups (silanol groups, hydrosilyl groups, etc.) that react with the silane coupling agent in the material itself, these are introduced by a known method or a method developed in the future. For example, an amino group, a hydroxyl group, or a silanol group can be imparted to the material surface by a known method shown below.

1.プラズマ処理の表面反応によるアミノ基の導入
窒素ガス雰囲気下で低温プラズマにより素材表面にアミノ基を導入する。具体的には、素材をプラズマ反応容器内に収容し、反応容器内を真空ポンプで真空にした後、窒素ガスを導入する。続いてグロー放電により、素材表面にアミノ基を導入できる。例えば、フッ素樹脂、各種金属(ステンレス、チタン合金、アルミニウム、鉄等)、セラミックス、カーボン系素材、各種ポリマー(ウレタン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル系、ビニル系、多糖類、ポリアルキルシロキサン)、有機−無機複合系素材、各種無機物(マイカ、タルク、カオリン、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、各種無機顔料)等の材料に好ましくアミノ基が導入される。
本法によれば、素材表面が重合体などの物質で被覆されて複合化されることなく、アミノ基が素材表面に直接結合した素材が得られる。したがって、ホスホリルコリン基を導入すること以外には素材自体が有する機能を損なうことがない。
1. Introduction of amino groups by surface reaction of plasma treatment Amino groups are introduced to the material surface by low temperature plasma under nitrogen gas atmosphere. Specifically, the raw material is housed in a plasma reaction vessel, the inside of the reaction vessel is evacuated with a vacuum pump, and then nitrogen gas is introduced. Subsequently, an amino group can be introduced on the surface of the material by glow discharge. For example, fluororesin, various metals (stainless steel, titanium alloy, aluminum, iron, etc.), ceramics, carbon-based materials, various polymers (urethane, polycarbonate, polyimide, acrylic, vinyl, polysaccharide, polyalkylsiloxane), organic- Amino groups are preferably introduced into materials such as inorganic composite materials and various inorganic materials (mica, talc, kaolin, alumina, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, various inorganic pigments).
According to this method, a material in which the amino group is directly bonded to the material surface can be obtained without the material surface being coated with a substance such as a polymer to be combined. Therefore, the function of the material itself is not impaired except for introducing a phosphorylcholine group.

2.プラズマ重合によるアミノ基の導入
プラズマ処理により素材表面にラジカルを発生させる。続いてモノマーで処理し重合させてアミノ基を導入する。例えば、ポリ乳酸フィルムをプラズマ反応容器内に収容し、容器内を真空にした後、放電によりフィルム表面にラジカルを発生させる。続いてフィルムを容器より取り出し、窒素置換したアリルアミンのTHF(テトラヒドロフラン)溶液中に浸し、グラフト重合させる。
素材を処理するモノマーは、アミン系モノマーを用いることが出来る。アミン系モノマーとは、アリルアミンに限られず、アミノ基及び重合可能なビニル、アクリル等の反応性部位を有していれば良い。アミノ基は、ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基などにより保護されていても良い。
また、アミン系モノマーでなくても、エポキシ基のように、例えばジアミンとの反応により簡単にアミノ基を導入可能な官能基を有するモノマーでも良い。
2. Introduction of amino groups by plasma polymerization Radicals are generated on the material surface by plasma treatment. Subsequently, it is treated with a monomer and polymerized to introduce an amino group. For example, a polylactic acid film is accommodated in a plasma reaction vessel, the inside of the vessel is evacuated, and radicals are generated on the film surface by discharge. Subsequently, the film is taken out from the container, immersed in a THF (tetrahydrofuran) solution of nitrogen-substituted allylamine, and subjected to graft polymerization.
An amine monomer can be used as the monomer for treating the material. The amine monomer is not limited to allylamine, and may have an amino group and a reactive site such as polymerizable vinyl or acrylic. The amino group may be protected by a butoxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group or the like.
Moreover, even if it is not an amine-type monomer, the monomer which has a functional group which can introduce | transduce an amino group easily by reaction with diamine like an epoxy group may be sufficient, for example.

3.プラズマ処理の表面反応による水酸基の導入
酸素ガス雰囲気下で低温プラズマにより素材表面に水酸基を導入する。具体的には、素材をプラズマ反応容器内に収容し、反応容器内を真空ポンプで真空にした後、酸素ガスを導入する。続いてグロー放電により、素材表面に水酸基を導入できる。例えば、フッ素樹脂、各種金属(ステンレス、チタン合金、アルミニウム、鉄等)、セラミックス、カーボン系素材、各種ポリマー(ウレタン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル系、ビニル系、多糖類、ポリアルキルシロキサン)、有機−無機複合系素材、各種無機物(マイカ、タルク、カオリン、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、各種無機顔料)等の材料に好ましく水酸基が導入される。
本法によれば、素材表面が重合体などの物質で被覆されて複合化されることなく、水酸基が素材表面に直接結合した素材が得られる。したがって、ホスホリルコリン基を導入すること以外には素材自体が有する機能を損なうことがない。
3. Introduction of hydroxyl groups by surface reaction of plasma treatment Hydroxyl groups are introduced to the material surface by low temperature plasma in an oxygen gas atmosphere. Specifically, the raw material is housed in a plasma reaction vessel, the inside of the reaction vessel is evacuated with a vacuum pump, and oxygen gas is then introduced. Subsequently, hydroxyl groups can be introduced on the surface of the material by glow discharge. For example, fluororesin, various metals (stainless steel, titanium alloy, aluminum, iron, etc.), ceramics, carbon-based materials, various polymers (urethane, polycarbonate, polyimide, acrylic, vinyl, polysaccharide, polyalkylsiloxane), organic- Hydroxyl groups are preferably introduced into materials such as inorganic composite materials and various inorganic materials (mica, talc, kaolin, alumina, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, various inorganic pigments).
According to this method, a material in which a hydroxyl group is directly bonded to the material surface can be obtained without the material surface being coated with a substance such as a polymer to be combined. Therefore, the function of the material itself is not impaired except for introducing a phosphorylcholine group.

プラズマ処理に関する文献を下記に示す。
1. M. Muller, C. oehr
Plasma aminofunctionalisation of PVDF microfiltration membranes: comparison of the in plasma modifications with a grafting method using ESCA and an amino-selective fluorescent probe
Surface and Coatings Technology 116-119 (1999) 802-807
2. Lidija Tusek, Mirko Nitschke, Carsten Werner, Karin Stana-Kleinschek, Volker Ribitsch
Surface characterization of NH3 plasma treated polyamide 6 foils
Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 195 (2001) 81-95
3. Fabienne Poncin-Epaillard, Jean-Claude Brosse, Thierry Falher
Reactivity of surface groups formed onto a plasma treated poly (propylene) film
Macromol. Chem. Phys. 200. 989-996 (1999)
The literature regarding plasma processing is shown below.
1. M. Muller, C. oehr
Plasma aminofunctionalisation of PVDF microfiltration membranes: comparison of the in plasma modifications with a grafting method using ESCA and an amino-selective fluorescent probe
Surface and Coatings Technology 116-119 (1999) 802-807
2. Lidija Tusek, Mirko Nitschke, Carsten Werner, Karin Stana-Kleinschek, Volker Ribitsch
Surface characterization of NH3 plasma treated polyamide 6 foils
Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 195 (2001) 81-95
3. Fabienne Poncin-Epaillard, Jean-Claude Brosse, Thierry Falher
Reactivity of surface groups formed onto a plasma treated poly (propylene) film
Macromol. Chem. Phys. 200. 989-996 (1999)

4.表面改質剤によるアミノ基の導入
アミノ基を有するアルコキシシラン、クロロシラン、シラザンなどの表面改質剤を用いて、シラノール含有粉体、酸化チタン粉体等の表面を処理する。
例えば、1級アミノ基を有する3−アミノプロピルトリメトキシシランにより、シリカ粉体を処理してアミノ基を導入する。具体的には、シリカを水−2−プロパノール混合液中に浸し、3−アミノプロピルトリメトキシシランを添加後、100℃に加熱し6時間反応させる。室温に冷却後、シリカをメタノールで洗浄し、乾燥してアミノ基がシリカ表面に直接導入された粉体が得られる。本法において好ましく処理される素材としては、シリカ以外に、ガラス、アルミナ、タルク、クレー、アルミニウム、鉄、マイカ、アスベスト、酸化チタン、亜鉛華、酸化鉄等の成形品及び粉体が挙げられる。
本法によれば、素材表面が重合体などの物質で被覆されて複合化されることなく、アミノ基が素材表面の官能基に直接結合した素材が得られる。したがって、ホスホリルコリン基を導入すること以外には素材自体が有する機能を損なうことがない。
4). Introduction of amino group by surface modifier The surface of silanol-containing powder, titanium oxide powder or the like is treated using a surface modifier such as alkoxysilane, chlorosilane, or silazane having an amino group.
For example, an amino group is introduced by treating silica powder with 3-aminopropyltrimethoxysilane having a primary amino group. Specifically, silica is immersed in a water-2-propanol mixed solution, and 3-aminopropyltrimethoxysilane is added, followed by heating to 100 ° C. and reaction for 6 hours. After cooling to room temperature, the silica is washed with methanol and dried to obtain a powder in which amino groups are directly introduced on the silica surface. In addition to silica, materials that are preferably treated in this method include molded products and powders such as glass, alumina, talc, clay, aluminum, iron, mica, asbestos, titanium oxide, zinc white, and iron oxide.
According to this method, a material in which an amino group is directly bonded to a functional group on the material surface can be obtained without the material surface being coated with a substance such as a polymer to be combined. Therefore, the function of the material itself is not impaired except for introducing a phosphorylcholine group.

5.シリコーン気相処理によるアミノ基の導入(特公平1−54379号公報、特公平1−54380号公報、特公平1−54381号公報参照)
粉体表面を、まず1.3.5.7−テトラメチルシクロテトラシロキサンにより処理し、表面に導入されたSi−H基と、アミノ基を有するモノマーを反応させてアミノ化された表面を得る。例えば、マイカと1.3.5.7−テトラメチルシクロテトラシロキサンをデシケーター中に入れ、アスピレーターで脱気する。80℃で16時間反応させた後、マイカを取り出し、120℃で乾燥させる。得られたマイカをエタノール中に分散し、アリルアミンを添加、続いて塩化白金酸のエタノール溶液を添加し、60℃で2時間攪拌する。反応終了後、濾過、エタノール洗浄、減圧乾燥してアミノ化マイカを得る。本法により好ましく処理可能な粉体として、フッ素樹脂、各種金属(ステンレス、チタン合金、アルミニウム、鉄等)、セラミックス、カーボン系素材、各種ポリマー(ウレタン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリル系、ビニル系、多糖類、ポリアルキルシロキサン)、有機−無機複合系素材、各種無機物(マイカ、タルク、カオリン、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、各種無機顔料)などの粉体が挙げられる。
本法に用いるモノマーは、アミン系モノマーを用いることが出来る。アミン系モノマーとは、アリルアミンに限られず、アミノ基及び重合可能なビニル、アクリル等の反応性部位を有していれば良い。アミノ基は、ブトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基などにより保護されていても良い。
また、アミン系モノマーでなくても、エポキシ基のように、例えばジアミンとの反応により簡単にアミノ基を導入可能な官能基を有するモノマーでも良い。
5). Introduction of amino groups by silicon gas phase treatment (see Japanese Patent Publication No. 1-54379, Japanese Patent Publication No. 1-54380, Japanese Patent Publication No. 1-54381)
The powder surface is first treated with 1.3.5.7-tetramethylcyclotetrasiloxane, and Si-H groups introduced on the surface are reacted with monomers having amino groups to obtain an aminated surface. . For example, mica and 1.3.5.7-tetramethylcyclotetrasiloxane are placed in a desiccator and deaerated with an aspirator. After reacting at 80 ° C. for 16 hours, the mica is taken out and dried at 120 ° C. The obtained mica is dispersed in ethanol, allylamine is added, and then an ethanol solution of chloroplatinic acid is added, followed by stirring at 60 ° C. for 2 hours. After completion of the reaction, filtration, washing with ethanol and drying under reduced pressure give aminated mica. Preferred powders that can be treated by this method include fluororesins, various metals (stainless steel, titanium alloy, aluminum, iron, etc.), ceramics, carbon-based materials, and various polymers (urethane, polycarbonate, polyimide, acrylic, vinyl, many Examples thereof include powders such as sugars, polyalkylsiloxanes), organic-inorganic composite materials, and various inorganic substances (mica, talc, kaolin, alumina, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, various inorganic pigments).
As the monomer used in this method, an amine monomer can be used. The amine monomer is not limited to allylamine, and may have an amino group and a reactive site such as polymerizable vinyl or acrylic. The amino group may be protected by a butoxycarbonyl group, a benzyloxycarbonyl group or the like.
Moreover, even if it is not an amine-type monomer, the monomer which has a functional group which can introduce | transduce an amino group easily by reaction with diamine like an epoxy group may be sufficient, for example.

「表面改質剤の製造法と、この表面改質剤による素材の表面改質方法」
次に、請求項4に記載する発明について説明する。表面改質剤は、下記に示す製造方法により得られ、これを用いてシラノール基を有する素材を改質する。
"Production method of surface modifier and method of surface modification of material using this surface modifier"
Next, the invention described in claim 4 will be described. The surface modifier is obtained by the production method shown below, and is used to modify a material having a silanol group.

A:アミノ基を有するシランカップラーとの縮合反応による化合物(表面改質剤)の製法
アミノ基を有するアルコキシシラン、クロロシラン、シラザンなどのシランカップラーと、式(2)のホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して縮合させて、ホスホリルコリン基を有する表面改質剤を合成できる。例えば、1級アミノ基を有する3−アミノプロピルトリメトキシシランと化合物(2)のカルボキシル体をアミド結合により縮合できる。具体的には、化合物(2)のカルボキシル体をアセトニトリル中に分散し、塩化チオニルを添加してカルボン酸ハロゲン化物とする。この試薬には他に五塩化リン、オキシ塩化リン、三臭化リン、オキザリルクロライドなどを用いても良い。この溶液に3−アミノプロピルトリメトキシシランを添加後、室温で3時間反応させる。溶液を減圧濃縮、乾燥し、目的とする表面改質剤を得る。本法により好ましく合成できる表面改質剤として、水酸基、カルボキシル基、アミノ基を有する各種シランカップリング剤が挙げられる。
A: Method for producing compound (surface modifier) by condensation reaction with silane coupler having amino group A silane coupler such as alkoxysilane, chlorosilane, silazane etc. having amino group and phosphorylcholine group-containing compound of formula (2) A surface modifier having a phosphorylcholine group can be synthesized by condensation via an acid halide. For example, 3-aminopropyltrimethoxysilane having a primary amino group and the carboxyl form of compound (2) can be condensed by an amide bond. Specifically, the carboxyl form of compound (2) is dispersed in acetonitrile, and thionyl chloride is added to obtain a carboxylic acid halide. In addition to this reagent, phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride, phosphorus tribromide, oxalyl chloride and the like may be used. 3-Aminopropyltrimethoxysilane is added to this solution and then allowed to react at room temperature for 3 hours. The solution is concentrated under reduced pressure and dried to obtain the desired surface modifier. Examples of the surface modifier that can be preferably synthesized by this method include various silane coupling agents having a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group.

B:オレフィンを有するアミンまたはアルコールとの縮合反応による化合物(表面改質剤)の製法
二重結合を有するアミンまたはアルコールと、式(2)のホスホリルコリン基含有化合物とを、カルボン酸ハロゲン化物を経由してアミド化或いはエステル化により縮合させ、更にトリクロロシランなどのヒドロシリル化合物と二重結合を白金触媒を用いて反応させ、シリル基を導入し、目的とするシランカップラーを合成できる。二重結合を有する化合物は、ビニルアミン、ビニルアルコール、アリルアミン、アリルアルコールの他、より長いアルキル鎖を有する化合物でも良い。白金触媒は塩化白金酸が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
B: Method for producing compound (surface modifier) by condensation reaction with amine or alcohol having olefin Through amine or alcohol having double bond and phosphorylcholine group-containing compound of formula (2) via carboxylic acid halide Then, it is condensed by amidation or esterification, and a hydrosilyl compound such as trichlorosilane is reacted with a double bond using a platinum catalyst to introduce a silyl group, thereby synthesizing a target silane coupler. The compound having a double bond may be a compound having a longer alkyl chain in addition to vinylamine, vinyl alcohol, allylamine, and allyl alcohol. The platinum catalyst is preferably chloroplatinic acid, but is not limited thereto.

上記で得られるシランカップラー表面改質剤を、シラノール基を有する素材に常法に従って処理することにより、式(2)のホスホリルコリン基含有化合物が素材表面に直接的に共有結合により導入される。   By treating the silane coupler surface modifier obtained above with a material having a silanol group according to a conventional method, the phosphorylcholine group-containing compound of the formula (2) is directly introduced into the material surface by a covalent bond.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明は下記の実施例のみに限定されない。素材表面に導入されたホスホリルコリン基はFT−IR及び元素分析により確認して定量出来る。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples. The phosphorylcholine group introduced on the surface of the material can be quantified by confirming with FT-IR and elemental analysis.

「合成例1」
200mlフラスコ内に、グリセロホスホリルコリン5g、過ヨウ素酸ナトリウム17g、三塩化ルテニウム・n水和物81mg、および、イオン交換水70g、アセトニトリル30gを加える。室温にて2時間攪拌した後、ろ過し、濾液から溶媒を除去した。得られた固形物からメタノールにて目的化合物を抽出、続いてメタノールを除去することによって目的化合物(3)を得た。反応収率はほぼ100%であった。
“Synthesis Example 1”
In a 200 ml flask, add 5 g of glycerophosphorylcholine, 17 g of sodium periodate, 81 mg of ruthenium trichloride nhydrate, 70 g of ion-exchanged water, and 30 g of acetonitrile. After stirring at room temperature for 2 hours, the mixture was filtered and the solvent was removed from the filtrate. The target compound (3) was obtained by extracting the target compound with methanol from the obtained solid and subsequently removing the methanol. The reaction yield was almost 100%.

図4に1H NMRスペクトル、図5にMassスペクトルを示す。これより、目的の式(3)の化合物が製造されていることが分かる。 FIG. 4 shows the 1 H NMR spectrum, and FIG. 5 shows the Mass spectrum. This shows that the target compound of formula (3) is produced.

「合成例2」
式(2)のホスホリルコリン基含有化合物として下記式(3)の化合物7.0gをN,N-ジメチルホルムアミド30mlに分散し、塩化チオニル10gを氷冷下で添加し、30分間攪拌した。3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.5gを添加し、4時間攪拌、反応させて下記式(4)の化合物を含む混合液を得た。

Figure 0004591926
(3)

Figure 0004591926
(4) “Synthesis Example 2”
As a phosphorylcholine group-containing compound of the formula (2), 7.0 g of the compound of the following formula (3) was dispersed in 30 ml of N, N-dimethylformamide, 10 g of thionyl chloride was added under ice cooling, and the mixture was stirred for 30 minutes. 3.5 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was added, and the mixture was stirred and reacted for 4 hours to obtain a mixed solution containing a compound of the following formula (4).
Figure 0004591926
(3)

Figure 0004591926
(4)

「合成例3」
式(3)のホスホリルコリン基含有化合物7.0gを無水アセトニトリル30mlに分散し、塩化チオニル10gを氷冷下で添加して5時間反応させた。トリエチルアミン2g、アリルアルコール1.7gを添加し、室温で3時間攪拌した後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィーで精製した後、無水アセトニトリルに溶解し、塩化白金酸0.01gとトリクロロシラン5gを添加し、70℃で5時間加熱攪拌し、続いてメタノール5gを添加して目的とする化合物(5)を得た。




Figure 0004591926
(5) “Synthesis Example 3”
7.0 g of the phosphorylcholine group-containing compound of the formula (3) was dispersed in 30 ml of anhydrous acetonitrile, and 10 g of thionyl chloride was added under ice cooling and reacted for 5 hours. After adding 2 g of triethylamine and 1.7 g of allyl alcohol and stirring at room temperature for 3 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue is purified by column chromatography, dissolved in anhydrous acetonitrile, 0.01 g of chloroplatinic acid and 5 g of trichlorosilane are added, and the mixture is heated and stirred at 70 ° C. for 5 hours, followed by addition of 5 g of methanol. Compound (5) was obtained.




Figure 0004591926
(5)

「合成例4」
式(3)のホスホリルコリン基含有化合物7.0gを無水アセトニトリル30mlに分散し、塩化チオニル10gを氷冷下で添加して5時間反応させた。トリエチルアミン2g、アリルアミン1.6gを添加し、室温で3時間攪拌した後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフィーで精製した後、無水アセトニトリルに溶解し、塩化白金酸0.01gとトリクロロシラン5gを添加し、70℃で5時間加熱攪拌し、続いてメタノール5gを添加して目的とする化合物(4)を得た。

Figure 0004591926
(4) “Synthesis Example 4”
7.0 g of the phosphorylcholine group-containing compound of the formula (3) was dispersed in 30 ml of anhydrous acetonitrile, and 10 g of thionyl chloride was added under ice cooling and reacted for 5 hours. After adding 2 g of triethylamine and 1.6 g of allylamine and stirring at room temperature for 3 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue is purified by column chromatography, dissolved in anhydrous acetonitrile, 0.01 g of chloroplatinic acid and 5 g of trichlorosilane are added, and the mixture is heated and stirred at 70 ° C. for 5 hours, followed by addition of 5 g of methanol. Compound (4) was obtained.
Figure 0004591926
(4)

「合成例5」
式(1)のホスホリルコリン基含有化合物として上記式(3)の化合物7.0gをN,N-ジメチルホルムアミド30mlに分散し、オキザリルクロライド12gを氷冷下で添加し、30分間攪拌した。3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.5gを添加し、4時間攪拌、反応させて下記式(5)の化合物を含む混合液を得た。
「図7」に式(5)の化合物のNMRデータを示す。

Figure 0004591926
(5) “Synthesis Example 5”
As a phosphorylcholine group-containing compound of the formula (1), 7.0 g of the compound of the above formula (3) was dispersed in 30 ml of N, N-dimethylformamide, 12 g of oxalyl chloride was added under ice cooling, and the mixture was stirred for 30 minutes. 3.5 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was added, and the mixture was stirred and reacted for 4 hours to obtain a mixed solution containing a compound of the following formula (5).
“FIG. 7” shows the NMR data of the compound of the formula (5).
Figure 0004591926
(5)

「比較合成例1」
合成ルート2に化合物(e)の合成スキームを示す。
“Comparative Synthesis Example 1”
Synthesis route 2 shows a synthesis scheme of compound (e).

「比較合成例2」
式(1)のホスホリルコリン基含有化合物として上記式(3)の化合物7.0gを水30mlに分散し、N-ヒドロキシスクシンイミド 5.2g、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩6.5g、3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.5gを添加し、4時間攪拌、反応させたところ、トリメトキシシラン同士の縮合反応が進行し、目的とする化合物(4)は純度良く得ることができなかった。
“Comparative Synthesis Example 2”
As a phosphorylcholine group-containing compound of the formula (1), 7.0 g of the compound of the above formula (3) is dispersed in 30 ml of water, 5.2 g of N-hydroxysuccinimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride When 6.5 g of salt and 3.5 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added and stirred and reacted for 4 hours, the condensation reaction of trimethoxysilane proceeded and the desired compound (4) was obtained with high purity. I couldn't.

「比較合成例3」
式(1)のホスホリルコリン基含有化合物として上記式(3)の化合物7.0gをメタノール30mlに分散し、N-ヒドロキシスクシンイミド 5.2g、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩6.5g、3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.5gを添加し、4時間攪拌、反応させたところ、メタノールによる縮合反応の阻害が生じ、目的とする化合物(4)は純度良く得ることができなかった。
“Comparative Synthesis Example 3”
As a phosphorylcholine group-containing compound of the formula (1), 7.0 g of the compound of the above formula (3) is dispersed in 30 ml of methanol, 5.2 g of N-hydroxysuccinimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride When 6.5 g of salt and 3.5 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added and stirred and reacted for 4 hours, the condensation reaction with methanol was inhibited, and the desired compound (4) was obtained with high purity. could not.

「実施例1」
表面改質させる素材の石英板(1cmx1cm、厚さ1mm)を、合成例2の式(5)の化合物を含む混合液1ml(実分10%)、水1ml、及びメタノール5mlの混合液に浸し、2時間室温で静置した後、一晩乾燥させた。これにより、式(4)の化合物を共有結合により、直接的に石英素材表面に導入した。
これを、ウシ血清アルブミン(BSA)5mg/mlの2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸バッファー5mmol溶液(pH5)5ml中に浸漬、一晩放置後、上澄みのBSA濃度をUV吸収(λ=280nm)により定量した。結果を「図1」に示す。対照として、式(5)の化合物を導入していない未処理の石英板(比較例1)を用いて同様の実験を行った。
本発明の方法により改質した石英板はBSAの吸着量が著しく低い。
Example 1
A quartz plate (1 cm × 1 cm, thickness 1 mm), which is a material to be surface-modified, is immersed in a mixed solution of 1 ml of a mixture containing the compound of the formula (5) in Synthesis Example 2 (10% of the actual amount), 1 ml of water, and 5 ml of methanol. After standing at room temperature for 2 hours, it was dried overnight. Thereby, the compound of the formula (4) was directly introduced into the surface of the quartz material by a covalent bond.
This was immersed in 5 ml of 5-mmol solution of 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid buffer (pH 5) of bovine serum albumin (BSA) 5 mg / ml, and allowed to stand overnight, and then the BSA concentration in the supernatant was absorbed by UV absorption (λ = 280 nm). ). The results are shown in “FIG. 1”. As a control, a similar experiment was performed using an untreated quartz plate (Comparative Example 1) into which the compound of formula (5) was not introduced.
The quartz plate modified by the method of the present invention has an extremely low BSA adsorption amount.

「実施例2」
式(3)の化合物40mgを無水DMFに添加し、塩化チオニル40mgを添加、30分間攪拌した。架橋ポリビニルアルコール(16mmφ)を浸漬し、4時間反応させた後、水でよく洗浄し、ホスホリルコリン処理された架橋ポリビニルアルコール素材を得た。これを、リゾチーム5mg/mlの2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸バッファー5mmol溶液(pH5)5ml中に浸漬、一晩放置後、上澄みのBSA濃度をUV吸収(λ=280nm)により定量した。結果を「図5」に示す。対照として、比較合成例1において合成した化合物(e)についても同様の実験を行った。
また、式(5)の化合物を導入していない未処理の架橋ポリビニルアルコール(比較例2)を用いても同様の実験を行った。ホスホリルコリン基の導入により蛋白の吸着は低減されたが、その効果はnが6である(e)よりも、nが1である(3)の方が優れていた。
"Example 2"
40 mg of the compound of formula (3) was added to anhydrous DMF, 40 mg of thionyl chloride was added and stirred for 30 minutes. Cross-linked polyvinyl alcohol (16 mmφ) was immersed and reacted for 4 hours, and then thoroughly washed with water to obtain a cross-linked polyvinyl alcohol material treated with phosphorylcholine. This was immersed in 5 ml of a 5-mmol solution of lysozyme 5 mg / ml 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid buffer (pH 5), allowed to stand overnight, and then the BSA concentration in the supernatant was quantified by UV absorption (λ = 280 nm). The results are shown in “FIG. 5”. As a control, the same experiment was performed for the compound (e) synthesized in Comparative Synthesis Example 1.
The same experiment was conducted using untreated crosslinked polyvinyl alcohol (Comparative Example 2) into which the compound of formula (5) was not introduced. Although the protein adsorption was reduced by the introduction of the phosphorylcholine group, the effect was better in (3) where n is 1 than in (e) where n is 6.

「実施例3」
3−アミノプロピルトリメトキシシラン20mgのメタノール/水=90/10溶液10mlにガラス板(1cmx1cm、厚さ0.5mm)を50℃で3時間浸漬した。処理されたガラス板をメタノールで十分洗浄、乾燥した。化学式(3)の化合物30mgを無水DMFに加え、塩化チオニル30mgを加えて30分間攪拌した後、トリエチルアミン0.5mlと上記ガラス板を加え、室温で一晩放置してホスホリルコリン処理されたガラス板を得た。これを、ウシ血清アルブミン(BSA)5mg/mlの2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸バッファー5mmol溶液(pH5)5ml中に浸漬、一晩放置後、上澄みのBSA濃度をUV吸収(λ=280nm)により定量した。結果を「図6」に示す。対照として、式(6)の化合物を導入していない未処理の石英板(比較例3)を用いて同様の実験を行った。
本発明の方法により改質した石英板はアルブミンの吸着量が著しく低い。
"Example 3"
A glass plate (1 cm × 1 cm, thickness 0.5 mm) was immersed in 50 ml of methanol / water = 90/10 solution of 20 mg of 3-aminopropyltrimethoxysilane at 50 ° C. for 3 hours. The treated glass plate was thoroughly washed with methanol and dried. Add 30 mg of the compound of chemical formula (3) to anhydrous DMF, add 30 mg of thionyl chloride and stir for 30 minutes, add 0.5 ml of triethylamine and the above glass plate, and leave it at room temperature overnight to form a glass plate treated with phosphorylcholine. Obtained. This was immersed in 5 ml of 5-mmol solution of 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid buffer (pH 5) of bovine serum albumin (BSA) 5 mg / ml, and allowed to stand overnight. ). The results are shown in “FIG. 6”. As a control, a similar experiment was performed using an untreated quartz plate (Comparative Example 3) into which the compound of formula (6) was not introduced.
The quartz plate modified by the method of the present invention has a remarkably low albumin adsorption amount.

本発明の改質方法は、高分子、セラミック、金属、繊維など多種多様の素材に応用され、生体適合性及び親水性に優れた表面を有する成形品及び原料を容易に提供でき、例えば、医用材料、化粧料配合原料、クロマト用充填剤等として有用である。また、分離分析装置等の部材の改質に有用である。   The modification method of the present invention is applied to a wide variety of materials such as polymers, ceramics, metals and fibers, and can easily provide molded products and raw materials having a surface excellent in biocompatibility and hydrophilicity. It is useful as a material, cosmetic blending raw material, chromatographic filler and the like. Moreover, it is useful for modifying members such as a separation analyzer.

実施例1のBSA吸着量を比較するグラフである。4 is a graph comparing the amount of BSA adsorption of Example 1. 式(e)の化合物の1H−NMRである。It is 1H-NMR of the compound of Formula (e). 式(3)の化合物の1H−NMRである。It is 1H-NMR of the compound of Formula (3). 式(3)の化合物のMASSスペクトルである。It is a MASS spectrum of a compound of a formula (3). 実施例2のリゾチーム吸着量を比較するグラフである。4 is a graph for comparing lysozyme adsorption amounts of Example 2. 実施例3のアルブミン吸着量を比較するグラフである。It is a graph which compares the albumin adsorption amount of Example 3. 式(4)の化合物の1H−NMRである。It is 1H-NMR of the compound of Formula (4).

Claims (3)

素材表面にアミノ基または水酸基を導入するステップと、次にグリセロホスホリルコリンの酸化的開裂反応により得られる下記式(1)で示されるホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して素材表面に直接的に共有結合により導入するステップとからなることを特徴とする素材の表面改質方法。
(1)
Figure 0004591926
式中、R1、R2、R3はそれぞれ独立に炭素原子数1〜6の直鎖若しくは分枝アルキル基を表す。R4はカルボキシル基を表す。n=1〜12、m=2〜4である。
A phosphorylcholine group-containing compound represented by the following formula (1) obtained by introducing an amino group or a hydroxyl group into the material surface and then oxidative cleavage reaction of glycerophosphorylcholine is introduced into the material surface via a carboxylic acid halide. A method for modifying the surface of a material, comprising the step of directly introducing by covalent bonding.
(1)
Figure 0004591926
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a carboxyl group. n = 1-12 and m = 2-4.
前記式(1)において、n=1,m=2のホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して素材表面に直接的に共有結合により導入することを特徴とする請求項1記載の素材の表面改質方法。 2. The phosphorylcholine group-containing compound of n = 1, m = 2 in the formula (1) is introduced by covalent bond directly to the material surface via a carboxylic acid halide. Material surface modification method. 下記式(1)で示されるホスホリルコリン基含有化合物を、カルボン酸ハロゲン化物を経由して、アミノ基を有するシランカップラーと縮合させて得られる化合物、または、オレフィンを有するアミン若しくはアルコールと縮合させて得られる化合物を用いて導入することを特徴とする素材の表面改質方法。
Figure 0004591926
(1)
式中、R 1 、R 2 、R 3 はそれぞれ独立に炭素原子数1〜6の直鎖若しくは分枝アルキル基を表す。R 4 はカルボキシル基を表す。n=1〜12、m=2〜4である。
Obtained by condensing a phosphorylcholine group-containing compound represented by the following formula (1) via a carboxylic acid halide with a silane coupler having an amino group, or an amine or alcohol having an olefin. A method for modifying the surface of a material, characterized in that it is introduced using a compound that can be obtained .
Figure 0004591926
(1)
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each independently represent a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 4 represents a carboxyl group. n = 1-12 and m = 2-4.
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