JP4947288B2 - 磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体 - Google Patents

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Description

本発明は、鉄イオンなどの生化学反応妨害物質の溶出が少なく、かつ、生化学物質結合容量に優れた磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体に関する。
近年、磁性粒子は、抗原と抗体との免疫反応やＤＮＡ同士またはＤＮＡとＲＮＡとのハイブリダイゼーションにおいて優れた反応場を提供でき、磁気の利用で上清の分離が容易であることから、特に診断薬や医薬品研究用などへの応用が活発になっている。
本出願人による特開２００６−２７５６００号公報には、磁性体の脱離や鉄イオンの溶出などの問題がなく、かつ、生化学物質結合容量に優れた磁性粒子が開示されているが、現在、生化学物質結合容量のさらなる向上が望まれている。
特開２００６−２７５６００号公報
本発明は、特開２００６−２７５６００号公報記載の磁性粒子と比較して高い生化学物質結合容量を有する磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体を提供する。
本特許出願の発明者は、磁性粒子が、粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、磁性母粒子（Ａ）の表面上に積層した粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）とを含むことにより、表面の凸凹が増し、単位重量あたりの表面積がより大きいため、優れた生化学物質結合容量を得ることができることを見出し、本発明を想到するに至った。
本発明の一態様に係る磁性粒子は、
粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、
前記磁性母粒子（Ａ）の表面上に積層した粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）と、
を含む。
上記磁性粒子において、積層した前記非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に存在する水溶性ポリマー（Ｃ）をさらに含むことができる。
上記磁性粒子において、前記磁性母粒子（Ａ）および前記非磁性子粒子（Ｂ）を被覆するポリマー層（Ｄ）をさらに含むことができる。
本発明の一態様に係る磁性粒子の製造方法は、
水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）と、前記水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記水溶性ポリマー（Ｃ）が粒子間に存在する前記非磁性子粒子（Ｂ）を前記磁性母粒子（Ａ）の表面に吸着させる工程を含む。
上記製造方法において、前記吸着させる工程で得られた複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する工程をさらに含むことができる。
本発明の一態様に係る磁性粒子の製造方法は、
水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記磁性母粒子（Ａ）の表面に前記非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第１工程と、
前記第１工程により得られた第１複合粒子と、前記水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に前記水溶性ポリマー（Ｃ）を吸着させる第２工程と、
前記第２工程により得られた第２複合粒子と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記第２複合粒子の表面に前記非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第３工程と、
を含む。
上記磁性粒子の製造方法において、前記第３工程で得られた第３複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する第４工程をさらに含むことができる。
上記磁性粒子の製造方法において、前記磁性母粒子（Ａ）は、前記水系媒体中で正の表面荷電を有し、前記非磁性子粒子（Ｂ）は、前記水系媒体中で負の表面荷電を有し、
前記水溶性ポリマー（Ｃ）は、前記水系媒体中で正の荷電を有することができる。
本発明の一態様に係る生化学用担体は、上記磁性粒子の製造方法によって得られる。
上記磁性粒子によれば、単位重量あたりの表面積がより大きいため、優れた生化学物質結合容量を得ることができる。
上記磁性粒子の製造方法によれば、粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、該磁性母粒子（Ａ）の表面上に積層した粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）とを含む磁性粒子を簡便な方法にて効率良く得ることができる。
上記生化学用担体によれば、鉄イオンなどの生化学反応妨害物質の溶出がなく、かつ、優れた生化学物質結合容量を得ることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体について詳細に説明する。
１．磁性粒子
本実施形態に係る磁性粒子は、粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）および粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）を含む。非磁性子粒子（Ｂ）は、磁性母粒子（Ａ）の表面上に積層する。「非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）の表面上に積層する。」とは、磁性母粒子（Ａ）の表面に存在する非磁性子粒子（Ｂ）の上に、さらに非磁性子粒子（Ｂ）が存在する状態であり、（１）非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）の表面に接触または非磁性子粒子（Ｂ）同士で接触している場合だけでなく、例えば、（２）本実施形態に係る磁性粒子が後述する水溶性ポリマー（Ｃ）を含む場合、非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）および他の非磁性子粒子（Ｂ）の表面と接触しておらず、非磁性子粒子（Ｂ）が隣接する粒子（磁性母粒子（Ａ）および／または非磁性子粒子（Ｂ））の表面から浮き上がった状態にある場合も含む。この場合、非磁性子粒子（Ｂ）と、磁性母粒子（Ａ）および他の非磁性子粒子（Ｂ）との間に水溶性ポリマー（Ｃ）が存在していてもよい。
本実施形態に係る磁性粒子においては、非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）の表面上において、上記（１）および（２）またはいずれか一方の状態であることができる。
本実施形態に係る磁性粒子は、磁性母粒子（Ａ）の表面上に複数の非磁性子粒子（Ｂ）が２層以上の被覆層を構成していることがより好ましい。
非磁性子粒子（Ｂ）は、例えば、磁性母粒子（Ａ）および非磁性子粒子（Ｂ）の表面に吸着されていてもよいし、あるいは、隣接する粒子（磁性母粒子（Ａ）および／または非磁性子粒子（Ｂ））の表面または該表面の上方に固定されていてもよい。非磁性子粒子（Ｂ）が上記隣接する粒子の表面に吸着されている場合、吸着は例えば物理的吸着および化学的吸着のいずれかであってもよい。
また、磁性母粒子（Ａ）および非磁性子粒子（Ｂ）の表面または該表面の上方に非磁性子粒子（Ｂ）を固定する方法としては、例えば、他の層（例えば後述する水溶性ポリマー（Ｃ）やポリマー層（Ｄ））によって、磁性母粒子（Ａ）および非磁性子粒子（Ｂ）を被覆する方法が挙げられる。
本実施形態に係る磁性粒子の粒子径は、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．２〜５μｍであることがより好ましい。前記粒子径が０．１μｍ未満である場合、十分な磁気応答性が発現されず、当該粒子を分離するために相当に長い時間を要し、また、分離するために相当に大きい磁力が必要となるため好ましくない。一方、前記粒子径が１０μｍを超える場合、当該粒子が分散媒中で沈降しやすくなるため、標的物質を捕捉する際に分散媒を攪拌する操作が必要となり、また、粒子の重量に対する表面積の割合が小さくなるため、十分な量の標的物質を捕捉することが困難となることがある。
本実施形態に係る磁性粒子は、分散媒に分散させて使用することができる。分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。水系媒体は特に限定されないが、例えば、水、水系溶剤を含む水が挙げられる。水系溶剤としては、例えば、アルコール類（例えば、エタノール、アルキレングリコール、モノアルキルエーテルなど）が挙げられる。分散媒には分散剤を含んでいてもよい。
本実施形態に係る磁性粒子は、特開２００６−２７５６００号公報記載の磁性粒子と比較して、単位重量あたりの表面積が大きいため、生化学物質結合容量がより高い。
１．１．磁性母粒子（Ａ）
磁性母粒子（Ａ）の構造および製造については、特開２００６−２７５６００号公報に記載された磁性母粒子（Ａ）の構造および製造と同様である。磁性母粒子（Ａ）は、核粒子（ａ）、磁性体微粒子（ｂ）、および母粒子コート層（ｃ）（後述する）を含むことが好ましい。
１．１．１．磁性母粒子（Ａ）の構造および製造
磁性母粒子（Ａ）は、磁石で集めることが可能な公知の粒子状物質であり、その粒径ｄは、好ましくは０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．２〜５μｍ、もっとも好ましくは０．５〜３μｍである。粒径ｄが０．１μｍ未満であると、磁力による分離精製に長時間を要する場合があり、一方、粒径ｄが１０μｍを超えると、生化学物質結合容量が少ない場合がある。

磁性母粒子（Ａ）は、均質な磁性体粒子であってもよく、あるいは不均質な磁性体粒子であってもよい。しかしながら、上記の好ましい粒径範囲にある均質な磁性体粒子は常磁性である物質が多く、磁力による分離精製を繰り返すと媒質への再分散が困難になる場合がある。このため、磁性母粒子（Ａ）は、残留磁化が少ない、超常磁性微粒子の磁性体微粒子（ｂ）を含む不均質な粒子であるのが好ましい。このような不均質構造の磁性母粒子（Ａ）の内部構造としては、例えば、（ｉ）ポリマーなどの非磁性体をコア（核粒子）とし、磁性体微粒子の２次凝集体（磁性体層）をシェルとする構造磁性体、（ii）磁性体微粒子（ｂ）の２次凝集体をコアとし、ポリマーなどの非磁性体をシェルとする構造、（iii）磁性体微粒子（ｂ）をポリマーなどの非磁性の連続相中に分散させた構造などが挙げられる。
（ｉ）の構造においては、例えば、磁性母粒子（Ａ）は、核粒子（ａ）と、核粒子（ａ）の表面上に存在する磁性体微粒子（ｂ）とを含むことができる。この場合、磁性母粒子（Ａ）は、例えば、核粒子（ａ）の表面に磁性体微粒子（ｂ）を物理的に吸着させることにより得ることができる。「磁性体微粒子（ｂ）が核粒子（ａ）の表面上に存在する。」とは、（１）磁性体微粒子（ｂ）が核粒子（ａ）の表面と接触している場合、（２）例えば磁性母粒子（Ａ）が後述する母粒子コート層（ｃ）を含む場合に、磁性体微粒子（ｂ）は核粒子（ａ）の表面と接触しておらず、磁性体微粒子（ｂ）が核粒子（ａ）の表面から浮き上がった状態にある場合も含む。磁性母粒子（Ａ）は、磁性体微粒子（ｂ）が核粒子（ａ）の表面上において、上記（１）および（２）のいずれか一方の状態であることができる。
この場合、磁性母粒子（Ａ）は、複数の磁性体微粒子（ｂ）が核粒子（ａ）の表面を被覆するように存在するのが好ましく、複数の磁性体微粒子（ｂ）が均一な厚さを有する被覆層（磁性体層）を構成していることがより好ましい。
また、この場合、磁性母粒子（Ａ）は、核粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）を被覆する母粒子コート層（ｃ）を含んでいてもよい。ここで、磁性母粒子（Ａ）は、例えば、核粒子（ａ）の表面に磁性体微粒子（ｂ）を物理的に吸着させた後、核粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）を被覆する母粒子コート層（ｃ）を重合によって形成することにより得ることができる。磁性母粒子（Ａ）が母粒子コート層（ｃ）を含むことにより、磁性体微粒子（ｂ）を核粒子（ａ）の表面上に存在させることができるため、磁性体微粒子（ｂ）が溶出するのをより効果的に防止することができる。
本発明において、「物理的吸着」とは、化学反応を伴わない吸着を意味する。「物理的吸着」の原理としては、例えば、疎水／疎水吸着、溶融結合または吸着、融着結合または吸着、水素結合、ファンデルワールス結合などが挙げられる。疎水／疎水吸着を利用する吸着としては、例えば、核粒子（ａ）の表面および磁性体微粒子（ｂ）の表面が疎水性のものあるいは疎水化処理されたものを選択し、これらの核粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）をドライブレンドするか、あるいは、核粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）の双方を侵すことなく良分散性の溶剤（例えばトルエン、ヘキサン）中で充分分散させた後、混合条件下で溶剤を揮発させる方法が挙げられる。
また、例えば、核粒子（ａ）の表面および磁性体微粒子（ｂ）の表面を多少溶かす材質あるいは溶剤を選択することにより、および／または混合時の温度条件を選択することにより、溶融結合または吸着、融着結合または吸着を利用した複合化も可能である。
あるいは、物理的に強い力を外部から加えることにより、核粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）の複合化を実現させる方法も有効である。物理的に強い力の付加としては、例えば、乳鉢、自動乳鉢、ボールミル、ブレード加圧式粉体圧縮法、メカノフュージョン法のようなメカノケミカル効果を利用するもの、あるいはジェットミル、ハイブリダイザーなど高速気流中衝撃法を利用するものが挙げられる。効率よくかつ強固に複合化を実施するには、物理的吸着力が強いことが望ましい。その方法としては、攪拌翼付き容器中で攪拌翼の周速度が好ましくは１５ｍ／秒以上、より好ましくは３０ｍ／秒以上、さらに好ましくは４０〜１５０ｍ／秒で実施することが挙げられる。撹拌翼の周速度が１５ｍ／秒より低いと、核粒子（ａ）の表面に磁性体微粒子（ｂ）を吸着させるのに十分なエネルギーを得ることができないことがある。なお、撹拌翼の周速度の上限については、特に制限はないが、使用する装置、エネルギー効率などの点から自ずと決定される。
（ii）の構造においては、例えば、磁性母粒子（Ａ）は、磁性体微粒子（ｂ）の２次凝集体と、磁性体微粒子（ｂ）の２次凝集体の表面上に存在するポリマー粒子（ｄ）とを含むことができる。
（ii）（iii）の構造においては、例えば、磁性母粒子（Ａ）は、磁性体微粒子（ｂ）を含むポリマー粒子（ｄ）であり、磁性体微粒子（ｂ）はポリマー粒子（ｄ）中に分散されていることができる。
（ｉ）〜（iii）の構造のうち、磁性母粒子（Ａ）としてより好ましい内部構造は、（ｉ）の構造、すなわち、ポリマーなどの非磁性体をコア（核粒子）とし、磁性体微粒子（ｂ）の２次凝集体をシェルとする構造である。
１．１．２．核粒子（ａ）
核粒子（ａ）は、基本的に非磁性物質であり、有機物質および無機物質のいずれも使用可能であるが、好ましくは有機物質である。有機物質の代表例としては、例えばポリマーを挙げることができる。かかるポリマーとしては、特に、ビニル系ポリマーが好ましく、その製造に使用するビニル系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルなどを例示することができる。このビニル系ポリマーは単独重合体であっても、あるいは上記ビニル系モノマーから選ばれた２種以上のモノマーからなる共重合体であってもよい。また、上記ビニル系モノマーとブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ジアリルフタレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの共重合可能なモノマーとの共重合体も使用することができる。
核粒子（ａ）の平均粒子径は好ましくは０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．２〜５μｍ、もっとも好ましくは０．３〜２μｍである。
上述した範囲内の平均粒子径を有する核粒子（ａ）がポリマー粒子である場合、例えば上記のビニル系モノマーの懸濁重合、あるいはポリマーバルクの粉砕によって得ることもできる。均一な粒子径を有する核粒子（ａ）の作製方法としては、例えば、特公昭５７−２４３６９号公報記載の膨潤重合法、ジャーナル・オブ・ポリマーサイエンス・ポリマーレター・エディション（J.Polym.Sci.,Polymer Letter Ed.２１，９３７（１９６３））記載の重合方法、特開昭６１−２１５６０２号公報記載の方法、特開昭６１−２１５６０３号公報記載の方法、および特開昭６１−２１５６０４号公報記載の方法によって容易に製造することができる。
１．１．３．磁性体微粒子（ｂ）
磁性体微粒子（ｂ）は、特に制限はないが、酸化鉄系の物質が代表的であり、ＭＦｅ２Ｏ４（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｌｉ０．５Ｆｅ０．５等）で表現されるフェライト、Ｆｅ３Ｏ４で表現されるマグネタイト、あるいはγＦｅ２Ｏ３が挙げられる。特に、飽和磁化が高く、かつ残留磁化が低い磁気材料としてγＦｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４が好ましい。
磁性体微粒子（ｂ）の平均粒子径は、好ましくは核粒子（ａ）の粒径の１／５以下、より好ましくは１／１０以下、さらに好ましくは１／２０以下の粒径を有する。磁性体微粒子（ｂ）の平均粒子径が核粒子（ａ）の粒径の１／５を超えると、核粒子（ａ）の表面に磁性体微粒子（ｂ）からなる被覆層を均一でかつ十分な厚みを有するように形成することができない場合がある。
また、磁気による分離精製の後の再分散性の点から、磁性体微粒子（ｂ）は残留磁化が少ないことが好ましい。このため、磁性体微粒子（ｂ）としては、例えば、粒径５〜２０ｎｍ程度のフェライトおよび／またはマグネタイトの微粒子が好適に使用できる。
また、磁性体微粒子（ｂ）は、表面が疎水化処理されたものを用いることができる。磁性体微粒子（ｂ）の表面の疎水化処理方法は特に限定されないが、例えば、磁性体微粒子（ｂ）と極めて親和性の高い部分と疎水性の部分とを分子内に有する化合物を、磁性体微粒子（ｂ）に接触させて結合させる方法を挙げることができる。このような化合物としては、例えば、シランカップリング剤に代表されるシラン化合物や、長鎖脂肪酸石鹸に代表される界面活性剤を挙げることができる。
シラン化合物による疎水化は、薬品耐性、特にアルカリ耐性に優れており、使用中に疎水性部分が脱落することによる磁性体の剥離、磁気性能の低下、ならびに脱離した磁性体微粒子（ｂ）および界面活性剤の浮遊による系内への汚染物の混入を効果的に防止することができる。なお、本発明においては、表面が疎水化処理された磁性体微粒子（ｂ）が、たとえばトルエンに良好に分散することができる場合に、表面が十分に疎水化されているということができる。
シランカップリング剤に代表されるシラン化合物としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ドデシルトリクロロシラン、ヘキシルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシランなどがある。これらのシラン化合物を磁性体微粒子（ｂ）に結合させる方法としては、例えば、磁性体微粒子（ｂ）とシラン化合物とを水などの無機媒質またはアルコール、エーテル、ケトン、エステルなどの有機媒質中で混合し、撹拌しながら加熱した後、磁性体微粒子（ｂ）をデカンテーションなどにより分離した後、減圧乾燥により無機媒質または有機媒質を除去する手段等が挙げられる。また、磁性体微粒子（ｂ）とシラン化合物とを直接混合し加熱させて両者を結合させてもよい。これらの手段において、加熱温度は通常３０〜１００℃であり、加熱温度は０．５〜２時間程度である。また、シラン化合物の使用量は、磁性体微粒子（ｂ）の表面積によって適宜定められるが、通常、磁性体微粒子（ｂ）１００重量部に対して１〜５０重量部、好ましくは２〜３０重量部である。
長鎖脂肪酸石鹸に代表される界面活性剤としては、ステアリン酸（塩）、オレイン酸（塩）、リノール酸（塩）、リノレン酸（塩）、リシノレイン酸（塩）、エルシン酸（塩）、パルミチン酸（塩）、ミリスチン酸（塩）などの他、ピリジウム塩型撥水剤、メチロールアミド型撥水剤などの撥水剤が挙げられる。これらの界面活性剤を磁性体微粒子（ｂ）に結合させる方法としては、例えば、磁性体微粒子と界面活性剤とをアルコール、エーテル、ケトン、エステル、アルカンなどの有機溶媒質中または水で混合し、攪拌しながら加熱した後、磁性体微粒子をデカンテーションなどにより分離して減圧乾燥により有機媒質または水を除去する手段が挙げられる。これらの手段において、加熱温度は通常３０〜１００℃であり、加熱温度は０．５〜２時間程度である。また、界面活性剤の使用量は、磁性体微粒子の表面積によって適宜定められているが、通常磁性体微粒子１００重量部に対して１〜５０重量部、好ましくは２〜３０重量部である。
核粒子（ａ）と磁性体微粒子（ｂ）との比（核粒子（ａ）：磁性体微粒子（ｂ））は、重量比で７５：２５〜２０：８０が好ましい。磁性体微粒子（ｂ）がこの範囲の量より少ないと、磁気分離性が劣る場合があり、一方、磁性体微粒子（ｂ）がこの範囲の量より多いと、核粒子（ａ）の相対量が過剰となり、複合化されない磁性体微粒子（ｂ）が多くなる場合がある。
１．１．４．母粒子コート層（ｃ）
母粒子コート層（ｃ）は上述したように、磁性母粒子（Ａ）において、母粒子（ａ）および磁性体微粒子（ｂ）を被覆する。すなわち、磁性母粒子（Ａ）において、母粒子コート層（ｃ）は、表面が磁性体微粒子（ｂ）で覆われた母粒子（ａ）をさらに覆うように形成されている。
より具体的には、母粒子コート層（ｃ）は、表面に磁性体微粒子（ｂ）が吸着している核粒子（ａ）の存在下で、主原料（重合性モノマー）と、必要に応じて副原料（重合開始剤、乳化剤、分散剤、界面活性剤、電解質、架橋剤、分子量調節剤など）とが添加された液体中で重合を行うことにより形成することができる。このような方法により、母粒子コート層（ｃ）を重合によって形成することにより、鉄イオンなどの阻害物質が磁性体微粒子（ｂ）から流出するのを隠蔽できるとともに、母粒子コート層（ｃ）の表面に所望の官能基を導入することにより、後述する水系媒体中での表面電荷の調整が可能になる。
母粒子コート層（ｃ）の成分としては特に、ビニル系ポリマーが好ましく、その製造に使用するビニル系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステルなどを例示することができる。このビニル系ポリマーは単独重合体であっても、あるいは上記ビニル系モノマーから選ばれた２種以上のモノマーからなる共重合体であってもよい。
また、上記ビニル系モノマーとブタジエン、イソプレンなどの共役ジオレフィン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ジアリルフタレート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、スチレンスルホン酸およびそのナトリウム塩、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩、イソプレンスルホン酸およびそのナトリウム塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドおよびその塩化メチル４級塩、アリルアミンなどの共重合可能なモノマーとの共重合体を使用することができる。
重合開始剤としては、油溶性開始剤および水溶性開始剤を使用することができる。
油溶性重合開始剤としては、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート、３，５，５−トリメチルヘキサノイルペルオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等の過酸化化合物、アゾ化合物が挙げられる。
水溶性開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、２，２−アゾビス（２−アミノプロパン）鉱酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびそのアルカリ金属塩およびアンモニウム塩等が挙げられ、また、過硫酸塩、過酸化水素塩と重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、塩化第一鉄等を組み合わせたレドックス開始剤が挙げられ、中でも過硫酸塩が好適に用いられる。これらの重合開始剤のモノマー全体に対する割合は０．０１〜８重量％の範囲が好適に用いられる。
水への溶解性の観点から分類すると、油溶性重合開始剤が好ましい。水溶性の重合開始剤を用いると複合粒子表面での重合でなく、磁性体被覆粒子を含まない疎水性重合重合モノマーのみが重合した新粒子が多量に生じる傾向がある。
乳化剤としては、通常使用されている陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤等を単独もしくは組み合わせて用いることができる。例えば反応性陰イオン性界面活性剤としては、高級アルコール硫酸エステルのアルカリ金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸のアルカリ金属塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸のアルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルフェニル）エーテルの硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル（またはアルキルフェニル）エーテルのリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ナトリウムのホルマリン縮合物などの陰イオン性界面活性剤の他、ラテムルＳ−１８０Ａ（花王（株）製）、エレミノールＪＳ−２（三洋化成（株）製）、アクアロンＨＳ−１０、ＫＨ−１０（第一工業製薬（株）製）、アデカリアソープＳＥ−１０Ｎ、ＳＲ−１０（旭電化工業（株）製）等が挙げられる。
また、陽イオン性界面活性剤としては、アルキルアミン（塩）、ポリオキシエチレンアルキルアミン（塩）、第４級アルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩等が挙げられる。
また、非イオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどのほか、アクアロンＲＳ−２０（第一工業製薬（株）製）、アデカリアソープＮＥ−２０、ＲＮ−２０（旭電化工業（株）製）などの反応性非イオン性界面活性剤が挙げられる。
母粒子コート層（ｃ）の形成におけるモノマーの重合系への添加方法は、とくに制限されず、一括方式、分割方式あるいは連続添加方式のいずれであってもよい。重合温度は重合開始剤によって異なるが、通常１０〜９０℃好ましくは３０〜８５℃であり、重合に要する時間は通常１〜３０時間程度である。
１．２．非磁性子粒子（Ｂ）
非磁性子粒子（Ｂ）の組成、官能基、および粒径等は、特開２００６−２７５６００号公報に記載された通りである。
すなわち、非磁性子粒子（Ｂ）は基本的に非磁性物質であり、有機物質および無機物質のいずれも使用可能であるが、好ましくは有機物質である。有機物質の代表例としては、例えばポリマーを挙げることができる。かかるポリマーとしては、上述の核粒子（ａ）を製造する際に使用できるものを用いることができる。上述のようにモノマー成分を選択することにより、生化学物質を結合するサイトとしての官能基を導入することができる。このような官能基としては特に限定されないが、例えば、アミノ基、カルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、ヒドロキシル基、メルカプト基、スルホン基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、エポキシ基、チオエポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基などが挙げられる。また、官能基と生化学物質との結合様式としては、特に限定されないが、例えば、共有結合、イオン結合、金属結合、配位結合などが挙げられ、好ましくは共有結合または金属結合である。
非磁性子粒子（Ｂ）の粒径は、磁性母粒子（Ａ）の粒径ｄに対してｄ／２以下であり、好ましくは、ｄ／１００〜ｄ／４であり、さらに好ましくは、ｄ／５０〜ｄ／６である。非磁性子粒子（Ｂ）の粒径がｄ／２を超えると、非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）に吸着しないことがあり、また、吸着したとしても生化学物質結合容量が劣る。
本実施形態に係る磁性粒子において、１つの磁性母粒子（Ａ）の表面上に存在する複数の非磁性子粒子（Ｂ）のＣＶ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）値は、３０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下である。
非磁性子粒子（Ｂ）はカルボキシル基を含むことが好ましい。非磁性子粒子（Ｂ）にカルボキシル基を導入する場合、使用する酸モノマーは、水への溶解度が２０％以下のモノマーを使用することにより、生化学物質を結合した後の活性が高くなる。このような酸モノマーとしては、例えば、２−（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタル酸などの（メタ）アクリル酸誘導体；ｐ−ビニル安息香酸、ビニルフェニル酢酸、桂皮酸などの芳香族系誘導体；ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、α−リノレン酸、エレオステアリン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、イワシ酸、ドコサヘキサエン酸などの不飽和脂肪酸が挙げられる。これらのカルボン酸モノマーのうち、高感度が得られ、かつ、重合が容易であることから、好ましくは（メタ）アクリル酸誘導体であり、さらに好ましくは２−（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸であり、最も好ましくは２−メタクリロイロキシエチルコハク酸である。
１．３．水溶性ポリマー（Ｃ）
水溶性ポリマー（Ｃ）は、非磁性子粒子（Ｂ）を凝集することができるポリマーである。水溶性ポリマー（Ｃ）の具体例としては、例えば、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ポリイミン、３級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリレート、３級アミノ基を有するポリ（メタ）アクリルアミド、４級アンモニウム基を有するポリ（メタ）アクリレート、４級アンモニウム基を有するポリ（メタ）アクリルアミド、ポリアルギニン、ポリオルニチン、ポリリジン、キトサンなどのカチオン性ポリマー；ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、カルボキシメチルセルロース、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸等のアニオン性ポリマーが挙げられる。生化学物質を結合した後の活性の点で、カチオン性ポリマーとして、特に好ましい水溶性ポリマーは、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンなどの１級アミノ基を有する水溶性ポリマーである。
水溶性ポリマー（Ｃ）の分子量は、好ましくは１万以上、さらに好ましくは１０万以上である。水溶性ポリマー（Ｃ）の分子量が１万未満であると、非磁性子粒子（Ｂ）の積層が不十分となり、生化学物質の結合量が不十分となる場合がある。
本実施形態に係る磁性粒子において、水溶性ポリマー（Ｃ）が積層した非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に存在することにより、非磁性子粒子（Ｂ）の脱離を防止することができる。
１．４．ポリマー層（Ｄ）
本実施形態に係る磁性粒子においては、上述したように、必要に応じてポリマー層（Ｄ）を含むことができる。ポリマー層（Ｄ）は磁性母粒子（Ａ）および非磁性子粒子（Ｂ）を被覆する。すなわち、ポリマー層（Ｄ）は、表面が非磁性子粒子（Ｂ）で覆われた磁性母粒子（Ａ）をさらに覆うように形成されている。
ポリマー層（Ｄ）の成分、原料、および製造方法は、上述の母粒子コート層（ｃ）の成分、原料、および製造方法と同様である。
すなわち、非磁性子粒子（Ｂ）（および好ましくは水溶性ポリマー（Ｃ））が吸着した磁性母粒子（Ａ）の存在下で、主原料（重合性モノマー）と、必要に応じて副原料（重合開始剤、乳化剤、分散剤、界面活性剤、電解質、架橋剤、分子量調節剤等）とを添加した液体中で重合を行うことにより、ポリマー層（Ｄ）を形成することができる。このようなポリマー層（Ｄ）を重合によって形成することにより、非磁性子粒子（Ｂ）が磁性母粒子（Ａ）から脱着することを防止することができるため、磁性母粒子（Ａ）から鉄イオンなどの阻害物質が流出するのを隠蔽することができる。
また、ポリマー層（Ｄ）の表面に所望の官能基を導入することにより、生化学物質との結合サイトを設けることができる。例えば、ポリマー層（Ｄ）はカルボキシル基を含むことが好ましい。ポリマー層（Ｄ）にカルボキシル基を導入する場合、使用する酸モノマーは、水への溶解度が２０％以下のモノマーを使用することにより、生化学物質を結合した後の活性が高くなる。このようなモノマーの具体例および好ましい例等は、上記「１．２．非磁性子粒子（Ｂ）」の欄に記載したとおりである。
１．５．用途
本実施形態に係る磁性粒子は、生化学分野、塗料、紙、電子写真、化粧品、医薬品、農薬、食品、触媒など広い分野で利用できる。
本実施形態に係る磁性粒子の主たる用途の一つは、生化学用担体である。生化学用担体としての用途では、さらに、粒子からの不純物の溶出、あるいは磁性体微粒子そのものの溶出あるいは磁性体微粒子からの不純物の溶出は望ましくないが、本実施形態に係る磁性粒子ではこのような不都合がないので、特に、診断薬用担体粒子に好適である。さらに、本実施形態に係る磁性粒子は、このような診断薬用担体粒子の用途において、粒子表面が凸凹で、反応場としての広い担体面積を有していることから、生化学物質結合容量に優れる。
本実施形態に係る磁性粒子を診断薬用担体粒子として使用する場合、例えば、本実施形態に係る磁性粒子に抗体を結合して、抗原であるウイルス・細菌・細胞・ホルモン・ダイオキシン類等の化学物質などを前記抗体に結合させて回収・濃縮する用途，本実施形態に係る磁性粒子にＤＮＡなどの核酸アナログを結合して、ハイブリダイゼーションを利用して該核酸アナログに核酸を結合させて回収・検出したり、核酸に結合するタンパク質や色素等の化学物質を前記核酸アナログに結合させて回収・検出したりする用途，本実施形態に係る磁性粒子にアビジンまたはビオチンを結合し、前記アビジンまたはビオチンにビオチンあるいはアビジンを有する分子を結合させて回収して検出する用途，本実施形態に係る磁性粒子に抗体や抗原を結合し、比色法や化学発光を利用した酵素免疫測定法用の担体として本実施形態に係る磁性粒子を使用する用途などが挙げられる。従来、９６穴プレート等を担体として用いていた診断項目であれば、本実施形態に係る磁性粒子を用いることによって、磁性を利用した自動分析機に置き換えて使用できる。診断の対象となる物質としては、生体由来のタンパク質、黄体形成ホルモン、甲状腺刺激ホルモン等のホルモン、各種ガン細胞や、前立腺特異マーカー、膀胱ガンマーカー等のガンのマーカーとなるタンパク質、Ｂ型肝炎ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルスなどのウイルス、淋菌、ＭＲＳＡ等の細菌、カンジダ、クリプトコックス等の真菌、トキソプラズマ等の原虫・寄生虫、あるいはそれらウイルス・細菌・真菌・原虫・寄生虫などの構成要素であるタンパク質や核酸、ダイオキシン類等の環境汚染物質、抗生物質や抗てんかん剤など医薬品等の化学物質などがあげられる。
なお、本実施形態に係る磁性粒子の用途は生化学用担体用途に限定されるわけではなく、例えば、上述した各分野で使用可能である。
２．磁性粒子の製造方法
本発明の一実施形態に係る磁性粒子の製造方法は、水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）と、前記水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記水溶性ポリマー（Ｃ）が粒子間に存在する前記非磁性子粒子（Ｂ）を前記磁性母粒子（Ａ）の表面に吸着させる工程を含む。この場合、前記吸着させる工程で得られた複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する工程をさらに含むことができる。
より具体的には、本実施形態に係る磁性粒子の製造方法は、水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合することにより、磁性母粒子（Ａ）の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第１工程と、第１工程により得られた第１複合粒子と、水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを水系媒体中で混合することにより、非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に水溶性ポリマー（Ｃ）を吸着させる第２工程と、第２工程により得られた第２複合粒子と、水系媒体中で負または正の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合することにより、該第２複合粒子の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第３工程と、を含むことができる。この場合、第３工程で得られた第３複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する第４工程をさらに含むことができる。
磁性母粒子（Ａ）は、水系媒体中で正の表面荷電を有し、非磁性子粒子（Ｂ）は、水系媒体中で負の表面荷電を有し、水溶性ポリマー（Ｃ）は、水系媒体中で正の荷電を有することができる。
典型的な製造方法としては、例えば、磁性母粒子（Ａ）の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させて第１複合粒子を製造し（第１工程）、次に第１複合粒子の表面に水溶性ポリマー（Ｃ）を吸着させて第２複合粒子を製造し（第２工程）、さらに第２複合粒子の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させて第３複合粒子を製造し（第３工程）、最後に必要に応じて第３複合粒子の表面にポリマー層（Ｄ）を被覆する（第４工程）方法が挙げられる。また、第４工程を行う前に、第２工程と第３工程とをさらに交互に繰り返すことにより、非磁性子粒子（Ｂ）を３層以上形成することもできる。以下、第１〜第４工程の各工程について説明する。
２．１．第１工程
第１工程（磁性母粒子（Ａ）の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる工程）としては、磁性母粒子（Ａ）の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を物理的に吸着させる方法のほか、クーロン引力を用いる方法が好適である。クーロン引力を用いる方法は、上述した通りである。磁性母粒子（Ａ）の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させるためには、水系媒体中で正の表面荷電を有する磁性母粒子（Ａ）と、負の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合するのがより好ましい。水系媒体中で正または負の表面荷電を有する磁性母粒子（Ａ）と、これと逆の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合する工程では、非磁性子粒子（Ｂ）を攪拌および／または超音波分散しながら、磁性母粒子（Ａ）を徐々に加えていく方法が好ましい。
また、磁性母粒子（Ａ）と非磁性子粒子（Ｂ）との混合比率はそれぞれの粒径の比によって異なるが、非磁性子粒子（Ｂ）の吸着が完了した状態で、なお、吸着していない非磁性子粒子（Ｂ）が残留するような比率であると分散系が安定するため、本実施形態に係る磁性粒子の作製が容易となる。
なお、残留した非磁性子粒子（Ｂ）は、磁気分離により、容易に分離精製することができる。本発明においては、第１工程で得られる粒子を第１複合粒子と呼ぶことにする。第１複合粒子の表面電荷の正・負は、通常、非磁性子粒子（Ｂ）と同一である。
２．２．第２工程
第２工程（第１複合粒子の表面に水溶性ポリマー（Ｃ）を吸着させる方法）としては、第１複合粒子の表面に、第１複合粒子と逆の表面荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）を物理的に吸着させる方法のほか、クーロン引力を用いる方法が好適である。すなわち、第１複合粒子が負の表面電荷を有する場合、カチオン性水溶性ポリマーを電気的に吸着し、第１複合粒子が正の表面電荷を有する場合、アニオン性水溶性ポリマーを電気的に吸着する方法が好適である。
第２工程としては、負の表面荷電を有する第１複合粒子とカチオン性ポリマーとを使用し、水系媒体中で混合するのがより好ましい。
水系媒体中で正または負の表面荷電を有する第１複合粒子と、これと逆の表面荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを水系媒体中で混合する工程では、水溶性ポリマー（Ｃ）を攪拌および／または超音波分散しながら、第１複合粒子を徐々に加えていく方法が好ましい。
また、第１複合粒子と水溶性ポリマー（Ｃ）との混合比率は、それぞれの電荷量の比によって異なるが、水溶性ポリマー（Ｃ）の吸着が完了した状態で、吸着していない水溶性ポリマー（Ｃ）がなお残留するような比率であると分散系が安定するため、本実施形態に係る磁性粒子の作製が容易となる。
なお、残留した水溶性ポリマー（Ｃ）は、磁気分離により、容易に分離精製することができる。本発明においては、第２工程で得られる粒子を第２複合粒子と呼ぶことにする。第２複合粒子の表面電荷の正・負は通常、水溶性ポリマー（Ｃ）と同一である。
２．３．第３工程
第３工程（第２複合粒子の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる工程）としては、第２複合粒子の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を物理的に吸着させる方法のほか、クーロン引力を用いる方法が好適である。第２複合粒子の表面に非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させるためには、水系媒体中で正の表面荷電を有する第２複合粒子と、負の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合するのがより好ましい。
水系媒体中で正または負の表面荷電を有する第２複合粒子と、これと逆の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを水系媒体中で混合する工程では、非磁性子粒子（Ｂ）を攪拌および／または超音波分散しながら、第２複合粒子を徐々に加えていく方法が好ましい。
また、第２複合粒子と非磁性子粒子（Ｂ）との混合比率はそれぞれの粒径の比、荷電量によって異なるが、非磁性子粒子（Ｂ）の吸着が完了した状態で、なお、吸着していない非磁性子粒子（Ｂ）が残留するような比率であると分散系が安定するため、本実施形態に係る磁性粒子の作製が容易となる。また、残留した非磁性子粒子（Ｂ）は、磁気分離により、容易に分離精製することができる。
本発明においては、第３工程で得られる粒子を第３複合粒子と呼ぶことにする。第３複合粒子の表面電荷の正・負は、通常、非磁性子粒子（Ｂ）と同一である。第３複合粒子は、本実施形態に係る磁性粒子として、そのまま使用することができる。
２．４．第４工程
第４工程（第３複合粒子の表面をポリマー層（Ｄ）で被覆する工程）におけるポリマー層（Ｄ）の製造は、上述の母粒子コート層の製造方法と同様である。第３複合粒子にポリマー層（Ｄ）を被覆することにより、超音波分散や激しい洗浄などによっても粒子構造が破壊されるのを防ぐことができる。
３．実施例
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
３．１．評価方法
本実施例および比較例において、得られた磁性粒子の抗体結合量は以下の方法によって測定された。また、粒子の粒径は、特に説明がない限り以下の方法により測定された。
３．１．１．抗体結合量
本実施例または比較例で得られた磁性粒子をｐＨ４．７のＭＥＳ緩衝溶液中でＥＤＣにより活性化させ、洗浄した後、磁性粒子１ｍｇあたり１０μｇのポリクローナルウサギＩｇＧを添加して室温で１６時間反応させ、洗浄した。この磁性粒子に結合したウサギＩｇＧの量をＢＣＡアッセイにより定量した。磁性粒子に結合したウサギＩｇＧの量は、磁性粒子１ｍｇ当たりのＩｇＧ結合重量（単位：μｇ／ｍｇ）で示した。
３．１．２．粒径
１μｍ以上の粒子については、レーザ回折式粒度分布測定装置（（株）島津製作所製）ＳＡＬＤ−２００Ｖにより、１μｍ未満の粒子についてはレーザ散乱回折法粒度分布測定装置ＬＳ １３ ３２０（（株）ベックマン・コールター）により粒径を測定した。
３．２．磁性母粒子（Ａ）の作製
３．２．１．核粒子（ａ−１）の作製
特開平０７−２３８１０５号公報（例えば実施例１，２）記載の重合方法を参考にして、スチレン／ジビニルベンゼン＝９６／４共重合体を重合した後、反応液を水洗して遠心分離により上清を分離して廃棄する操作を５回繰り返した後、下層のスラリーを６０℃の乾燥機で２４時間乾燥することにより、粉体の核粒子（ａ−１）（平均粒子径１．５μｍ）を得た。
３．２．２．磁性体被覆粒子の形成
特開２００４−２０５４８１号公報記載の実施例２にしたがって、油性磁性流体「ＥＸＰシリーズ」（フェローテック（株）製）（Ｆｅ３Ｏ４とγＦｅ２Ｏ３の混合物の微粒子をオレイン酸およびシランカップリング剤で表面処理したもの）にアセトンを加えて粒子を析出沈殿させた後、これを乾燥することにより、疎水化処理された磁性体微粒子（ｂ−１）１０ｇを得た。
次に、３．２．１．で得られた核粒子（ａ−１）１０ｇと磁性体微粒子（ｂ−１）１０ｇとを混合し、この混合物をハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−０型（奈良機械製作所（株）製）を使用して、羽根（攪拌翼）の周速度１００ｍ／秒（１６２００ｒｐｍ）で５分間処理して、磁性体被覆粒子（磁性体微粒子（ｂ−１）によって被覆された核粒子（ａ−１））を得た。
３．２．３．母粒子コート層（ｃ−１）の形成
３．２．２で得られた磁性体被覆粒子３０ｇと、分散剤としてノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」，花王（株）製）０．２５％およびカチオン性乳化剤（商品名：「コータミン２４Ｐ」，花王（株）製）０．２５％を含む水溶液７５０ｇとを１Ｌセパラブルフラスコに投入し、充分に分散させた。別の容器にノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．２５％およびカチオン性乳化剤（商品名：「コータミン２４Ｐ」）０．２５％を含む水溶液１５０ｇを入れ、これに、モノマーとしてシクロヘキシルメタクリレート３０ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド７．５ｇ、重合開始剤としてターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート（商品名：「パーブチルＯ」，日本油脂（株）製）１．５ｇを添加し、混合することにより、モノマー乳化物を作製した。次いで、イカリ型撹拌羽を用いて前記セパラブルフラスコ中の内容物を回転速度２００ｒｐｍにて撹拌しつつ、Ｎ２ガスでパージしながら６０℃に昇温した後、前記モノマー乳化物を２時間かけて前記セパラブルフラスコに連続添加した。連続添加終了後、８０℃で２時間攪拌を続けて反応を完結させ、母粒子コート層（ｃ−１）を形成した。得られた磁性母粒子の水分散体を磁気精製および遠心精製した。以上のようにして作製された磁性母粒子を磁性母粒子（Ａ−１）とする。磁性母粒子（Ａ−１）の粒径をレーザ回折式粒度分布測定装置(（株）島津製作所製)により測定した結果、２．５μｍであった。
３．３．磁性粒子の作製
３．３．１．実施例１
スチレン／メタクリル酸＝９５／５共重合体からなる平均粒径０．０６μｍの非磁性子粒子（Ｂ−１）５ｇを含む水分散体１０００ｇをビーカーに入れ、水浴中で間接超音波をかけながら、別の容器で調製した磁性母粒子（Ａ−１）６ｇと、０．１Ｍの塩酸５０ｇと、ノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．５％とを含む水溶液５００ｇを前記ビーカーに滴下することにより、磁性母粒子（Ａ−１）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−１）を吸着させた。得られた粒子分散体を磁気精製することにより、磁性母粒子（Ａ−１）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−１）が吸着した第１複合粒子（Ｐ１−１）を得た。
次に、分子量１５万のポリアリルアミン（Ｃ−１）３０ｇを含む水溶液１０００ｇをビーカーに入れ、水浴中で間接超音波をかけながら、別の容器で調製した第１複合粒子（Ｐ１−１）６ｇと、ノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．５％とを含む水溶液５００ｇを前記ビーカーに滴下することにより、第１複合粒子（Ｐ１−１）の表面にポリアリルアミン（Ｃ−１）を吸着させた。得られた粒子分散体を磁気精製することにより、第２複合粒子（Ｐ１−２）を得た。
次いで、非磁性子粒子（Ｂ−１）５ｇを含む水分散体１０００ｇをビーカーに入れ、水浴中で間接超音波をかけながら、別の容器で調製した第２複合粒子（Ｐ１−２）６ｇと、０．１Ｍの塩酸５０ｇと、ノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．５％とを含む水溶液５００ｇを前記ビーカーに滴下することにより、第２複合粒子（Ｐ１−２）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−１）を吸着させた。得られた粒子分散体を磁気精製することにより、第３複合粒子（Ｐ１−３）を得た。
次に、この第３複合粒子（Ｐ１−３）６ｇと、ノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．５％を含む水溶液１５０ｇとを５００ｍＬセパラブルフラスコに投入して、充分に分散させた。別の容器にノニオン性乳化剤（商品名：「エマルゲン１５０」）０．５％を含む水溶液０．７５ｇを入れ、この水溶液にモノマーとしてシクロヘキシルメタクリレート０．１５ｇ、メタクリル酸０．０３７５ｇ、重合開始剤としてターシャリーブチルペルオキシ２−エチルヘキサネート０．００７５ｇを添加して混合することにより、モノマー乳化物を作製した。次いで、イカリ型撹拌羽を用いて回転速度２００ｒｐｍにて撹拌しつつ、Ｎ２ガスでパージしながら前記モノマー乳化物全量を前記セパラブルフラスコに加えた後、８０℃に昇温して３時間攪拌を続けることにより、第３複合粒子（Ｐ１−３）の表面にポリマー層（Ｄ−１）を形成した。
以上の工程により得られた磁性粒子（１）の水分散体を磁気精製および遠心精製した。磁性粒子（１）の粒径は２．６μｍであった。磁性粒子（１）をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）により観察したところ、磁性母粒子（Ａ−１）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−１）が積層しているのが観察された（図１参照）。
また、本実施例により製造された磁性粒子（１）の抗体結合量は、６．３μｇ／ｍｇであった。
３．３．２．実施例２
実施例１において、非磁性子粒子（Ｂ−１）の代わりに、スチレン／２−メタクリロイロキシエチルコハク酸＝８０／２０共重合体からなる平均粒径０．０９μｍの非磁性子粒子（Ｂ−２）を用い、ポリマー層（Ｄ−１）の形成に使用するモノマーとして、シクロヘキシルメタクリレート０．１５ｇおよびメタクリル酸０．０３７５ｇの代わりに２−メタクリロイロキシエチルコハク酸０．０６ｇを使用した以外は、実勢例１と同様にして磁性粒子（２）を得た。磁性粒子（２）の粒径は２．７μｍであった。磁性粒子（２）をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）により観察したところ、磁性母粒子（Ａ−１）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−２）が積層しているのが観察された。本実施例により製造された磁性粒子（２）の抗体結合量は、７．５μｇ／ｍｇであった。
３．３．３．比較例１
第１複合粒子（Ｐ１−１）をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）により観察したところ、磁性母粒子（Ａ−１）の表面に非磁性子粒子（Ｂ−１）が１層のみ吸着しているのが観察され、積層は観察されなかった（図２参照）。第１複合粒子（Ｐ１−１）の抗体結合量を測定したところ、３．２μｇ／ｍｇであった。
実施例１で得られた磁性粒子（１）のＳＥＭ写真である。 比較例１で得られた第１複合粒子（Ｐ１−１）のＳＥＭ写真である。

Claims (9)

  1. 粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、
    前記磁性母粒子（Ａ）の表面上に配置され、積層した状態の粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）と、
    を含む、磁性粒子。
  2. 請求項１において、
    積層した前記非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に存在する水溶性ポリマー（Ｃ）をさらに含む、磁性粒子。
  3. 請求項１または２において、
    前記磁性母粒子（Ａ）および前記非磁性子粒子（Ｂ）を被覆するポリマー層（Ｄ）をさらに含む、磁性粒子。
  4. 水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）と、前記水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記水溶性ポリマー（Ｃ）が粒子間に存在する状態で前記非磁性子粒子（Ｂ）を前記磁性母粒子（Ａ）の表面に積層した状態で吸着させる工程を含む、磁性粒子の製造方法。
  5. 請求項４において、
    前記吸着させる工程で得られた複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する工程をさらに含む、磁性粒子の製造方法。
  6. 水系媒体中で正または負の表面荷電を有する粒径ｄの磁性母粒子（Ａ）と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する粒径ｄ／２以下の非磁性子粒子（Ｂ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記磁性母粒子（Ａ）の表面に前記非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第１工程と、
    前記第１工程で得られた第１複合粒子と、前記水系媒体中で正または負の荷電を有する水溶性ポリマー（Ｃ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記非磁性子粒子（Ｂ）の粒子間に前記水溶性ポリマー（Ｃ）を吸着させる第２工程と、
    前記第２工程で得られた第２複合粒子と、前記水系媒体中で負または正の表面荷電を有する非磁性子粒子（Ｂ）とを前記水系媒体中で混合することにより、前記第２複合粒子の表面に前記非磁性子粒子（Ｂ）を吸着させる第３工程と、
    を含む、磁性粒子の製造方法。
  7. 請求項６において、
    前記第３工程で得られた第３複合粒子をポリマー層（Ｄ）で被覆する第４工程をさらに含む、磁性粒子の製造方法。
  8. 請求項４ないし７のいずれかにおいて、
    前記磁性母粒子（Ａ）は、前記水系媒体中で正の表面荷電を有し、
    前記非磁性子粒子（Ｂ）は、前記水系媒体中で負の表面荷電を有し、
    前記水溶性ポリマー（Ｃ）は、前記水系媒体中で正の荷電を有する、磁性粒子の製造方法。
  9. 請求項４ないし８のいずれかに記載の磁性粒子の製造方法によって得られる、生化学用担体。
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