JP6912789B2 - Neural stem cell culture method and neurospheroid formation method - Google Patents

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本発明は、神経幹細胞の培養方法、およびニューロスフェロイドの形成方法に関する。 The present invention relates to a method for culturing neural stem cells and a method for forming neurospheroids.

肝臓、膵臓、皮膚、血管等の各器官を形成する細胞は、生体内において、細胞同士が三次元的にネットワークを形成し機能を発現している。そこでこれらの器官の機能を再生する再生医療の研究において、これらの器官の細胞を培養する場合には、細胞同士が三次元的にネットワークを形成できるような培養(すなわち、三次元培養)が求められる。一般的な樹脂製の細胞培養用基材の表面で細胞を培養する場合、細胞は平面状に広がって増殖(二次元培養)し、三次元的なネットワークを形成することは困難である。 The cells that form each organ such as the liver, pancreas, skin, and blood vessels express their functions by forming a three-dimensional network of cells in the living body. Therefore, in research on regenerative medicine that regenerates the functions of these organs, when culturing cells in these organs, a culture that allows the cells to form a three-dimensional network (that is, three-dimensional culture) is required. Be done. When culturing cells on the surface of a general resin cell culture substrate, it is difficult for the cells to spread in a plane and proliferate (two-dimensional culture) to form a three-dimensional network.

神経幹細胞は、神経細胞やグリア細胞(例えば、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなど)への分化能を有し、且つ増殖能(自己複製能力)を保持した細胞である。神経幹細胞を浮遊培養することにより、単一で、または他の細胞と共に三次元的なネットワークを形成させ、ニューロスフィアと呼ばれる細胞凝集塊を形成することが可能である。神経幹細胞の場合、一般的な樹脂製の細胞培養用基材の表面で培養を行うと、基材との接着によって分化が誘導されて進行してしまう。このため、神経幹細胞を未分化の状態で増殖、維持させてニューロスフィアを形成するためには基材との接着を避ける必要があり、従来、ニューロスフィアの形成は、浮遊培養により行われてきた(従来の「ニューロスフィア法」)。形成されたニューロスフィアを用いて神経幹細胞の分化を誘導することにより、神経細胞やグリア細胞を含む細胞凝集塊であるニューロスフェロイドを形成することもできる。未分化且つ増殖能を保持した神経幹細胞を含むニューロスフィアや、生体に類似した三次元的ネットワークを有するニューロスフェロイドは、アルツハイマー病、パーキンソン病、多発性硬化症等の神経系疾患の研究やその治療法の開発において非常に有用なツールとなる。 Neural stem cells are cells that have the ability to differentiate into nerve cells and glial cells (for example, astrocytes, oligodendrocytes, etc.) and retain the ability to proliferate (self-renewal ability). By suspending neural stem cells, it is possible to form a three-dimensional network, either alone or together with other cells, to form cell aggregates called neurospheres. In the case of neural stem cells, when the cells are cultured on the surface of a general resin cell culture substrate, differentiation is induced and progressed by adhesion to the substrate. Therefore, in order to proliferate and maintain neural stem cells in an undifferentiated state to form neurospheres, it is necessary to avoid adhesion to the substrate, and conventionally, neurospheres have been formed by suspension culture. (Conventional "neural sphere method"). By inducing the differentiation of neural stem cells using the formed neurospheres, neurospheroids, which are cell aggregates containing nerve cells and glial cells, can also be formed. Neurospheres containing undifferentiated and proliferative neural stem cells and neurospheroids with a three-dimensional network similar to living organisms are used to study and treat nervous system diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, and multiple sclerosis. It will be a very useful tool in the development of law.

上記理由により、ニューロスフィアの形成に用いられる細胞培養容器の開発においては、培養容器表面に対する神経幹細胞の接着性を低下させる工夫がなされてきた。例えば、培養容器表面に対する神経幹細胞の接着性を低下させる技術として、特許文献1には、神経幹細胞凝集塊形成用容器の製造方法であって、水溶性樹脂を前記容器内面に被覆させて水溶性樹脂被覆層を形成する水溶性樹脂被覆工程と、前記工程後に、前記水溶性樹脂被覆層を硬化させて非水溶性硬化皮膜層に変性する非水溶性硬化皮膜変性工程と、を含むことを特徴とする神経幹細胞凝集塊形成用容器の製造方法に係る発明が開示されている。 For the above reasons, in the development of cell culture vessels used for the formation of neurospheres, measures have been taken to reduce the adhesion of neural stem cells to the surface of the culture vessel. For example, as a technique for reducing the adhesion of neural stem cells to the surface of a culture vessel, Patent Document 1 describes a method for producing a neural stem cell agglomerate forming container, in which a water-soluble resin is coated on the inner surface of the container to make it water-soluble. It is characterized by including a water-soluble resin coating step of forming a resin coating layer, and a water-insoluble cured film modification step of curing the water-soluble resin coating layer to form a water-insoluble cured film layer after the step. An invention relating to a method for producing a container for forming a neural stem cell agglomerate is disclosed.

一方、分化誘導後は神経幹細胞を未分化の状態で増殖させる必要が無く、敢えて浮遊系での培養を行う必要が無い。したがって、操作性の観点から、ニューロスフェロイドの培養は基材に定着させた状態で行うことが一般的である。このため、ニューロスフェロイドの形成を行う際は、上記のような細胞接着性の低い培養容器で神経幹細胞の培養を行った後、形成されたニューロスフィアを細胞接着性の高い培養容器に移してから分化誘導を行うという手法がとられてきた。しかしながら、ニューロスフィア形成時に使用する培養容器と異なる培養容器を使用して分化誘導を行うことは、作業工程が煩雑になるばかりか、形成されたニューロスフィアが培地交換の際に崩壊したり、培地とともに一部をロスしたりすることがあった。かような問題に対し、単一の培養容器内でニューロスフィアの形成とニューロスフェロイドの形成とが可能な技術として、例えば、特許文献2には、所定の化学構造を有する基が表面近傍に存在する培養容器を用いて、増殖因子を含む培地中で神経幹細胞を浮遊培養して細胞凝集塊を形成する工程と、該培地に分化誘導因子を添加して該細胞凝集塊を該培養容器に接着させて該神経幹細胞を分化させる工程を有する、神経幹細胞から神経細胞及び/又はグリア細胞を形成する培養方法に係る発明が記載されている。 On the other hand, after induction of differentiation, it is not necessary to proliferate neural stem cells in an undifferentiated state, and it is not necessary to dare to culture in a floating system. Therefore, from the viewpoint of operability, it is common to culture neurospheroids in a state of being fixed on a substrate. Therefore, when forming neurospheroids, neural stem cells are cultured in a culture vessel having low cell adhesion as described above, and then the formed neurospheres are transferred to a culture vessel having high cell adhesion. A method of inducing differentiation has been adopted. However, inducing differentiation using a culture vessel different from the culture vessel used for forming neurospheres not only complicates the work process, but also causes the formed neurospheres to disintegrate during medium exchange or media. At the same time, some parts were lost. To solve such a problem, as a technique capable of forming a neurosphere and forming a neurospheroid in a single culture medium, for example, Patent Document 2 has a group having a predetermined chemical structure in the vicinity of the surface. A step of suspending and culturing nerve stem cells in a medium containing a growth factor to form a cell aggregate, and adding a differentiation-inducing factor to the medium to adhere the cell aggregate to the culture vessel. Described is an invention relating to a culture method for forming nerve cells and / or glial cells from nerve stem cells, which comprises a step of allowing the nerve stem cells to differentiate.

特開2008−220205号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-220205 特開2013−135640号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-135640

しかしながら、特許文献2に記載の培養方法では、単一の培養容器を用いて、神経幹細胞から分化後の神経細胞および/またはグリア細胞取得までを行うことが可能ではあるものの、ニューロスフィアの形成を浮遊培養で行う必要がある。浮遊系での培養は、ニューロスフィアの崩壊やロスといった問題が依然として存在する。また、ニューロスフィアの培養を浮遊系で行うと、培地中を漂うニューロスフィア同士の会合により過剰に大きなニューロスフィアが形成され、ニューロスフィア中央部に存在する細胞が壊死する場合があった。さらに、神経幹細胞へ分化誘導を施す際は、形成されたニューロスフィアを一旦回収してから分化誘導処理を行う必要があるため、ハンドリングも煩雑となる。 However, in the culture method described in Patent Document 2, although it is possible to obtain neural stem cells to post-differentiated nerve cells and / or glial cells using a single culture vessel, neurosphere formation can be performed. Must be performed in suspension culture. Culturing in a floating system still has problems such as neurosphere collapse and loss. In addition, when the neurospheres were cultured in a floating system, excessively large neurospheres were formed due to the association of the neurospheres floating in the medium, and the cells existing in the central part of the neurospheres may be necrotic. Furthermore, when inducing differentiation into neural stem cells, it is necessary to once collect the formed neurospheres and then perform the differentiation-inducing treatment, which complicates handling.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、神経幹細胞の浮遊培養を必要としなくともニューロスフィアの形成が可能な技術を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of forming neurospheres without requiring suspension culture of neural stem cells.

本発明はまた、単一の細胞培養容器内でニューロスフィアの形成とニューロスフェロイドの形成とが可能な技術を提供することを別の課題とする。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of forming neurospheres and forming neurospheroids in a single cell culture vessel.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を培養することにより上記課題が解決されることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventors have conducted diligent research in order to solve the above problems. As a result, it was found that the above-mentioned problems could be solved by culturing neural stem cells on a fluoropolymer-containing polymer substrate, and the present invention was completed.

本発明によれば、神経幹細胞の浮遊培養を必要としなくともニューロスフィアの形成が可能な技術を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique capable of forming neurospheres without requiring suspension culture of neural stem cells.

本発明によればまた、単一の細胞培養容器内でニューロスフィアの形成とニューロスフェロイドの形成とが可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is also possible to provide a technique capable of forming neurospheres and forming neurospheroids in a single cell culture vessel.

図1は、実施例1における含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を培養し、基材上に保持されたニューロスフィアが形成されることを確認した光学顕微鏡像である(図1(a)培養1日目、(b)培養3日目、(c)培養5日目、(d)培養8日目)。図1中、(a)〜(d)のそれぞれの上段は倍率40倍、下段は200倍であり、白棒は200μmである。FIG. 1 is an optical microscopic image obtained by culturing neural stem cells on a fluoropolymer base material in Example 1 and confirming that neurospheres retained on the base material are formed (FIG. 1 (a) culture). 1st day, (b) 3rd day of culture, (c) 5th day of culture, (d) 8th day of culture). In FIG. 1, the upper row of each of (a) to (d) has a magnification of 40 times, the lower row has a magnification of 200 times, and the white bar has a magnification of 200 μm. 図2は、実施例1における含フッ素ポリマー基材上で培養した神経幹細胞に対して分化誘導処理し、ニューロスフェロイドが形成されることを確認した光学顕微鏡像である(図2(a)分化培地への培地交換当日を0日目として、分化培地での培養1日目、(b)分化培地での培養3日目、(c)分化培地での培養5日目、(d)分化培地での培養9日目)。図2中、(a)〜(d)のそれぞれの上段は倍率40倍、下段は200倍であり、白棒は200μmである。FIG. 2 is an optical microscope image in which it was confirmed that neurospheroids were formed by subjecting the nerve stem cells cultured on the fluoropolymer substrate of Example 1 to differentiation induction treatment (FIG. 2 (a) differentiation medium). On the 0th day of the culture medium exchange, the 1st day of culturing in the differentiation medium, (b) the 3rd day of culturing in the differentiation medium, (c) the 5th day of culturing in the differentiation medium, and (d) the differentiation medium. 9th day of culture). In FIG. 2, the upper row of each of (a) to (d) has a magnification of 40 times, the lower row has a magnification of 200 times, and the white bar has a magnification of 200 μm. 図3は、比較例1における浮遊培養にて形成したニューロスフェロイドの光学顕微鏡像である(図3(a)培養1日目、(b)培養3日目、(c)培養5日目、(d)培養8日目)。図3中、(a)〜(d)のそれぞれの上段は倍率40倍、下段は200倍であり、白棒は200μmである。FIG. 3 is an optical microscope image of the neurospheroids formed by the suspension culture in Comparative Example 1 (FIG. 3 (a) culture day 1, (b) culture day 3, (c) culture day 5 and (FIG. 3). d) 8th day of culture). In FIG. 3, the upper row of each of (a) to (d) has a magnification of 40 times, the lower row has a magnification of 200 times, and the white bar has a magnification of 200 μm. 図4は、比較例1における浮遊培養にて形成したニューロスフェロイドに対して分化誘導処理した場合の、光学顕微鏡像である(図4(a)分化培地への培地交換当日を0日目として、分化培地での培養1日目、(b)分化培地での培養3日目、(c)分化培地での培養5日目、(d)分化培地での培養9日目)。図4中、(a)〜(d)のそれぞれの上段は倍率40倍、下段は200倍であり、白棒は200μmである。FIG. 4 is an optical microscope image of the neurospheroids formed in the suspension culture in Comparative Example 1 when differentiation-inducing treatment is performed (FIG. 4 (a), the day of medium exchange to the differentiation medium is set as the 0th day). 1st day of culturing in the differentiation medium, (b) 3rd day of culturing in the differentiation medium, (c) 5th day of culturing in the differentiation medium, (d) 9th day of culturing in the differentiation medium). In FIG. 4, the upper row of each of (a) to (d) has a magnification of 40 times, the lower row has a magnification of 200 times, and the white bar has a magnification of 200 μm. 図5は、実施例1と比較例1それぞれの分化誘導前後において細胞に発現している未分化マーカーおよび分化マーカーの発現量を測定した結果である。FIG. 5 shows the results of measuring the expression levels of undifferentiated markers and differentiation markers expressed in cells before and after induction of differentiation in Example 1 and Comparative Example 1, respectively.

本発明の一側面は、含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を含む細胞を培養し、前記基材に保持したニューロスフィアを形成することを含む、神経幹細胞の培養方法に関する。本発明は、含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を培養することにより、神経幹細胞を未分化のまま基材に保持した状態で増殖させ、ニューロスフィアの形成が可能であるという驚くべき知見に基づくものである。本発明によれば、浮遊培養によるニューロスフィアの形成が不要となるため、形成されたニューロスフィアが培地交換の際に崩壊したり、培地とともに一部をロスしたりするリスクを大幅に低減することができる。また、本発明によれば、培地中を漂うニューロスフィア同士の会合により過剰に大きなニューロスフィアが形成されることを有効に防止し得る。従来、基材上に保持した状態での形成ができなかったニューロスフィアが、含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を培養することにより形成可能である詳細なメカニズムは不明であるが、以下のような理由が推測される。すなわち、神経幹細胞が基材に接着することにより分化誘導が進行する詳細な機構は不明な点が多いものの、細胞の基材への接触という物理的刺激が分化誘導シグナルのインプットとして関与していると考えられる。一方、含フッ素ポリマーには、疎水的で撥水性が高いという特徴がある。したがって、神経幹細胞の培養を含フッ素ポリマー基材上で行うことにより、含フッ素ポリマーの疎水的性質が基材と神経幹細胞との相互作用を適度なものとし、分化誘導シグナルが抑制されつつも基材上へのニューロスフィアの保持を可能にしているのではないかと推測される。なお、上記メカニズムは推測であり、本発明の技術的範囲を制限するものではない。 One aspect of the present invention relates to a method for culturing neural stem cells, which comprises culturing cells containing neural stem cells on a fluoropolymer base material to form neural stem cells retained on the base material. The present invention is based on the surprising finding that by culturing neural stem cells on a fluoropolymer-containing polymer substrate, neural stem cells can be proliferated while being retained on the substrate in an undifferentiated state, and neurospheres can be formed. It is a thing. According to the present invention, since it is not necessary to form neurospheres by suspension culture, the risk that the formed neurospheres disintegrate during medium exchange or a part of the formed neurospheres is lost together with the medium can be significantly reduced. Can be done. Further, according to the present invention, it is possible to effectively prevent the formation of excessively large neurospheres due to the association of neurospheres floating in the medium. The detailed mechanism by which neural stem cells, which could not be formed while being held on a substrate, can be formed by culturing neural stem cells on a fluoropolymer substrate is unknown, but is as follows. The reason is guessed. That is, although there are many unclear points about the detailed mechanism by which neural stem cells adhere to the substrate to induce differentiation, the physical stimulus of contact of the cells with the substrate is involved as an input of the differentiation induction signal. it is conceivable that. On the other hand, fluoropolymers are characterized by being hydrophobic and highly water repellent. Therefore, by culturing neural stem cells on a fluoropolymer base material, the hydrophobic nature of the fluoropolymer makes the interaction between the base material and the neural stem cells appropriate, and the differentiation-inducing signal is suppressed. It is speculated that it may be possible to retain the neurosphere on the material. The above mechanism is speculative and does not limit the technical scope of the present invention.

本発明の別の側面は、含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を培養し、前記基材に保持したニューロスフィアを形成すること、および前記基材に前記ニューロスフィアを保持した状態で、前記神経幹細胞の分化を誘導すること、を含むニューロスフェロイドの形成方法に関する。かような、基材上に保持した状態のニューロスフィアに対して分化誘導処理が可能な技術により、単一の細胞培養容器内でニューロスフィアの形成とニューロスフェロイドの形成とが可能となる。また、本発明者らは、詳細なメカニズムは不明であるものの、含フッ素ポリマー上に保持したニューロスフィアに対して誘導剤を用いた誘導処理を行うと、誘導剤に対して細胞が高感度に応答し、分化が強く誘導されるという利点があることも見出した。 Another aspect of the present invention is that neural stem cells are cultured on a fluoropolymer base material to form a neurosphere held on the base material, and the nerve is held on the base material while holding the neurosphere. It relates to a method of forming a neurospheroid, including inducing the differentiation of stem cells. Such a technique capable of inducing differentiation of neurospheres held on a substrate enables the formation of neurospheres and neurospheroids in a single cell culture vessel. In addition, although the detailed mechanism is unknown, the present inventors have made the cells highly sensitive to the inducer when the induction treatment using the inducer is performed on the neurospheres retained on the fluoropolymer. They also found the advantage of responding and strongly inducing differentiation.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention is not limited to the following embodiments.

本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%RHの条件で行う。 In the present specification, "X to Y" indicating a range means "X or more and Y or less". Unless otherwise specified, operations and physical properties are measured under the conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / relative humidity of 40 to 50% RH.

<神経幹細胞の培養方法>
本発明では、神経幹細胞の培養を含フッ素ポリマー基材上で行うことを特徴とする。含フッ素ポリマーとしては、例えば、含フッ素ポリイミド、フッ素化ポリアリールエーテルケトン、フッ素化ポリエステルポリエーテル、フッ素化ポリエーテル等が例示できる。基材を形成する含フッ素ポリマーは、化学構造が異なる2種類以上のポリマーのブレンドであってもよい。含フッ素ポリマーとしては、得られるフィルムの強度や耐熱性の観点から芳香族フッ素化合物を構造単位として含むことが好ましい。一実施形態では、含フッ素ポリマーは、好ましくは含フッ素ポリイミドであり、より好ましくは以下の式(II)で示される構成単位を含む含フッ素ポリイミドである。
<Neural stem cell culture method>
The present invention is characterized in that neural stem cells are cultured on a fluoropolymer base material. Examples of the fluorinated polymer include fluorinated polyimide, fluorinated polyaryletherketone, fluorinated polyester polyether, fluorinated polyether and the like. The fluoropolymer forming the base material may be a blend of two or more kinds of polymers having different chemical structures. The fluorine-containing polymer preferably contains an aromatic fluorine compound as a structural unit from the viewpoint of the strength and heat resistance of the obtained film. In one embodiment, the fluorinated polymer is preferably a fluorinated polyimide, more preferably a fluorinated polyimide containing a structural unit represented by the following formula (II).

(含フッ素ポリイミド)
本発明で用いる含フッ素ポリイミドは、繰り返し単位中に1個以上のフッ素原子を有するポリイミドであり、典型的には、酸二無水物とジアミンとを各々1種以上重合させて得られるポリアミド酸をイミド化することにより得られる含フッ素ポリイミドである。本発明において細胞の足場となる表面を構成する含フッ素ポリイミドは、ポリアミド酸を化学構造の一部に含んでいてもよい。含フッ素ポリイミドの製造のためには、酸二無水物およびジアミンのうち少なくとも1種の化合物として、分子内にフッ素原子を有するものを用いる。
(Fluorine-containing polyimide)
The fluorine-containing polyimide used in the present invention is a polyimide having one or more fluorine atoms in a repeating unit, and is typically a polyamic acid obtained by polymerizing one or more kinds of acid dianhydride and diamine. It is a fluorine-containing polyimide obtained by imidization. In the present invention, the fluorine-containing polyimide constituting the surface serving as a scaffold for cells may contain polyamic acid as a part of the chemical structure. For the production of the fluorine-containing polyimide, a compound having a fluorine atom in the molecule is used as at least one compound of the acid dianhydride and the diamine.

ポリイミドを製造する方法としては、二段合成法や、一段合成法が使用できる。 As a method for producing polyimide, a two-stage synthesis method or a one-stage synthesis method can be used.

ポリイミドの二段合成法は前駆体としてポリアミド酸を合成し、ポリアミド酸をポリイミド酸に変換する方法である。前駆体としてのポリアミド酸はポリアミド酸誘導体であってもよい。ポリアミド酸誘導体としては、例えばポリアミド酸塩、ポリアミド酸アルキルエステル、ポリアミド酸アミド、ビスメチリデンピロメリチドからのポリアミド酸誘導体、ポリアミド酸シリルエステル、ポリアミド酸イソイミドなどが挙げられる。 The two-stage synthesis method of polyimide is a method of synthesizing polyamic acid as a precursor and converting polyamic acid into polyimide acid. The polyamic acid as a precursor may be a polyamic acid derivative. Examples of the polyamic acid derivative include a polyamic acid salt, a polyamic acid alkyl ester, a polyamic acid amide, a polyamic acid derivative from bismethylidene pyromeride, a polyamic acid silyl ester, and a polyamic acid isoimide.

ポリイミドの一段合成法としては、例えば高温溶融重合法、イソシアナート法、テトラカルボン酸ジチオ無水物法、イオン液体を用いる方法などの、溶媒を用いる一段合成法が使用できる。その他の一段合成法としては、ナイロン塩型モノマーを経由する重合法、高温固相重合法、高圧下での高温固相重合法、水中での固相重合法などが挙げられる。 As the one-step synthesis method of polyimide, a one-step synthesis method using a solvent such as a high-temperature melt polymerization method, an isocyanate method, a tetracarboxylic dianhydride method, and a method using an ionic liquid can be used. Other one-step synthesis methods include a polymerization method via a nylon salt-type monomer, a high-temperature solid-phase polymerization method, a high-temperature solid-phase polymerization method under high pressure, and a solid-phase polymerization method in water.

また、本発明において、「酸二無水物残基」は上記構造を形成する4価の有機基であればよく、実際に酸二無水物が反応して形成された残基である必要はなく、同様に、「ジアミン化合物残基」は上記構造を形成する2価の有機基であればよく、実際にジアミン化合物が反応して形成された残基である必要はない。 Further, in the present invention, the "acid dianhydride residue" may be a tetravalent organic group forming the above structure, and does not have to be a residue actually formed by the reaction of the acid dianhydride. Similarly, the "diamine compound residue" may be a divalent organic group forming the above structure, and does not have to be a residue actually formed by the reaction of the diamine compound.

含フッ素ポリイミドとしては、主鎖中に以下の式(I) The fluorine-containing polyimide has the following formula (I) in the main chain.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式(I)中、
は4価の有機基であり、Yは2価の有機基であり、
およびYに含まれるフッ素原子の合計は1個以上であり、
は、ビフェニル基を含み、該ビフェニル基の2つのベンゼン環の各々が1つのアミノ基で置換されたジアミン化合物の構造であって、前記各アミノ基が窒素原子への単結合に置換された構造を有する。〕
で示される繰り返し単位を含む。
[In formula (I),
X 0 is a tetravalent organic group, Y 0 is a divalent organic group,
The total number of fluorine atoms contained in X 0 and Y 0 is one or more.
Y 0 is a structure of a diamine compound containing a biphenyl group in which each of the two benzene rings of the biphenyl group is substituted with one amino group, and each amino group is substituted with a single bond to a nitrogen atom. Has a structure. ]
Includes repeating units indicated by.

本発明では、以下の式(II)で示される構成単位を含む含フッ素ポリイミドが、ニューロスフィア形成性の観点から好ましい。 In the present invention, a fluorine-containing polyimide containing a structural unit represented by the following formula (II) is preferable from the viewpoint of neurosphere forming property.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

上記式(II)中、Xは酸素原子、硫黄原子、または2価の有機基の何れかを示し;Yは2価の有機基を示し;Z、Z、Z、Z、Z、およびZは互いに独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子のいずれかを示し、X、Y、Z、Z、Z、Z、Z、およびZの少なくとも1つはフッ素原子を1個以上含み、pは0または1である。なお、含フッ素ポリイミドにおいて、式(II)で示される化学構造は、ポリマーの構成単位ごとに異なってもよく、同一であってもよい。 In formula (II) above, X represents either an oxygen atom, a sulfur atom, or a divalent organic group; Y represents a divalent organic group; Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z. 5 , and Z 6 independently represent either a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom, and X, Y, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 5 and At least one of Z 6 contains one or more hydrogen atoms, and p is 0 or 1. In the fluorine-containing polyimide, the chemical structure represented by the formula (II) may be different or the same for each structural unit of the polymer.

上記式(II)中、p=0である場合にはXは存在していなくても(換言すれば、左右のベンゼン環が直接結合していても)よいが、p=1である場合には、左右のベンゼン環はXを介して結合する。 In the above formula (II), when p = 0, X may not exist (in other words, the left and right benzene rings may be directly bonded), but when p = 1. The left and right benzene rings are bonded via X.

Xで示される2価の有機基としては、具体的には、アルキレン基、アリーレン基、アリーレンオキシ基、アリーレンチオ基等が挙げられ、これらの中でも、アルキレン基、アリーレンオキシ基、アリーレンチオ基が好ましく、アルキレン基、アリーレンオキシ基がより好ましく、これらはフッ素原子で置換されていてもよく、2価の有機基における全水素原子がフッ素原子で置換されていることが好ましい。上記アルキレン基の炭素数は、例えば1〜12であり、好ましくは1〜6である。 Specific examples of the divalent organic group represented by X include an alkylene group, an arylene group, an aryleneoxy group, an arylentio group and the like, and among these, an alkylene group, an aryleneoxy group and an arylenthio group are included. Preferably, an alkylene group and an aryleneoxy group are more preferable, and these may be substituted with a fluorine atom, and it is preferable that the total hydrogen atom in the divalent organic group is substituted with a fluorine atom. The alkylene group has, for example, 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.

Xの例であるフッ素原子で置換されたアルキレン基としては、例えば、−C(CF−、−C(CF−C(CF−等を例示することができる。Xの例である上述したアルキレン基の中では、−C(CF−が好適である。 Examples of the alkylene group substituted with a fluorine atom, which is an example of X, include −C (CF 3 ) 2 −, −C (CF 3 ) 2 −C (CF 3 ) 2−, and the like. Among the above-mentioned alkylene groups which are examples of X, −C (CF 3 ) 2− is preferable.

Xの例であるアリーレン基としては、例えば、以下のものを例示することができる。 Examples of the arylene group as an example of X include the following.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Xの例であるアリーレンオキシ基としては、例えば、以下のものを例示することができる。 Examples of the arylene oxy group, which is an example of X, include the following.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Xの例であるアリーレンチオ基としては、例えば、以下のものを例示することができる。 Examples of the arylentio group as an example of X include the following.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Xの例である上述したアリーレン基、アリーレンオキシ基およびアリーレンチオ基は、各々独立して、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子または塩素原子、より好ましくはフッ素原子である。)、メチル基およびトリフルオロメチル基よりなる群から選択される基により置換されていてもよい。これら置換基は複数であってもよく、その場合には置換基の種類は互いに同一であっても異なっていてもよい。アリーレン基、アリーレンオキシ基およびアリーレンチオ基に置換している好適な置換基は、フッ素原子および/またはトリフルオロメチル基であり、好適にはフッ素原子である。アリーレン基、アリーレンオキシ基およびアリーレンチオ基は、Yにフッ素原子が含まれない場合、少なくとも1つ以上のフッ素原子で置換されることが好ましい。 The above-mentioned allylene group, allyleneoxy group and allylenethio group which are examples of X are independently halogen atoms (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, preferably fluorine atom or chlorine atom. , More preferably a fluorine atom.), May be substituted with a group selected from the group consisting of a methyl group and a trifluoromethyl group. The number of these substituents may be plural, and in that case, the types of the substituents may be the same or different from each other. Suitable substituents substituted with an arylene group, an aryleneoxy group and an arylentio group are a fluorine atom and / or a trifluoromethyl group, preferably a fluorine atom. The arylene group, the aryleneoxy group and the arylentio group are preferably substituted with at least one fluorine atom when Y does not contain a fluorine atom.

上記式(II)中、Yで示される2価の有機基としては、特に制限されないが、例えば、芳香環を有する2価の有機基が挙げられる。詳しくは、1個のベンゼン環からなる基もしくは、2個以上のベンゼン環が単結合、炭素数1〜4のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、イソブチレン基)、酸素原子、硫黄原子を介してまたは直接結合した構造を有する基が挙げられる。好ましくは、Yで示される2価の有機基としては、それぞれ独立に置換基を有してもよい2または3個のベンゼン環が、単結合、酸素原子、または硫黄原子を介して結合した構造を有する基である。より好ましくは、Yで示される2価の有機基としては、それぞれ独立に置換基を有してもよい2または3個のベンゼン環が、酸素原子、または硫黄原子を介して結合した構造を有する基である。ベンゼン環の置換基としては、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子または塩素原子、より好ましくはフッ素原子である。)、メチル基およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される基が例示できる。 In the above formula (II), the divalent organic group represented by Y is not particularly limited, and examples thereof include a divalent organic group having an aromatic ring. Specifically, a group consisting of one benzene ring or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms having a single bond of two or more benzene rings (for example, methylene group, ethylene group, propylene group, trimethylene group, tetramethylene group, Isobutylene groups), groups having a structure that is directly bonded via or directly attached to an oxygen atom or a sulfur atom. Preferably, the divalent organic group represented by Y has a structure in which two or three benzene rings, each of which may have a substituent independently, are bonded via a single bond, an oxygen atom, or a sulfur atom. It is a group having. More preferably, the divalent organic group represented by Y has a structure in which two or three benzene rings, each of which may have a substituent independently, are bonded via an oxygen atom or a sulfur atom. It is a group. Substituents of the benzene ring include halogen atoms (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, preferably fluorine atom or chlorine atom, more preferably fluorine atom), methyl group and trifluoro. Examples thereof include groups selected from the group consisting of methyl groups.

Yで示される2価の有機基としては、具体的には、以下の基を例示することができる。 Specific examples of the divalent organic group represented by Y include the following groups.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Yの例である上述した芳香環を有する2価の有機基は、置換可能であれば、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子であり、好ましくはフッ素原子または塩素原子、より好ましくはフッ素原子である。)、メチル基およびトリフルオロメチル基からなる群から選択される基により置換されていてもよい。これら置換基は複数であってもよく、その場合には置換基の種類は互いに同一であっても異なっていてもよい。芳香環を有する2価の有機基に置換している好適な置換基は、特にXにフッ素原子が含まれない場合は、フッ素原子および/またはトリフルオロメチル基であることが好ましい。 The above-mentioned divalent organic group having an aromatic ring, which is an example of Y, is a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, preferably a fluorine atom or a chlorine atom, if substitutable. , More preferably a fluorine atom.), May be substituted with a group selected from the group consisting of a methyl group and a trifluoromethyl group. The number of these substituents may be plural, and in that case, the types of the substituents may be the same or different from each other. A suitable substituent substituted with a divalent organic group having an aromatic ring is preferably a fluorine atom and / or a trifluoromethyl group, particularly when X does not contain a fluorine atom.

Yは、下記の式(III)で表される構造であってもよい。 Y may have a structure represented by the following formula (III).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

式(III)において、Bは、CFまたはCNを表す。Bは、同一若しくは異なって、H、F、Cl、BrまたはIを表す。Rは、炭素数1〜20のハロゲン置換アルキル基を表す。Xは、同一若しくは異なって、OまたはSを表す。Xは、OまたはSを表す。nは、Bで表される基の置換数を表し、0〜2の整数である。mは、Xで表される基の置換数を表し、1〜3の整数である。また、n+m=3である。 In formula (III), B 1 represents CF 3 or CN. B 2 represents H, F, Cl, Br or I, the same or different. R 1 represents a halogen-substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. X A represents O or S, which is the same or different. X B represents O or S. n represents the number of substitutions of the group represented by B 2, and is an integer of 0 to 2. m represents the number of substituents of the group represented by X B R 1, is an integer of 1 to 3. Further, n + m = 3.

式(III)において、Rはハロゲン置換アルキル基を表すが、ハロゲン置換アルキル基とは、アルキル基を構成する炭素原子に結合した水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換された基を意味し、構造は特に制限されず、直鎖、分岐、環状アルキル基のいずれの構造であってもよい。また、ハロゲン置換アルキル基中にエーテル結合を有するものであってもよい。上記ハロゲン原子としては、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)またはヨウ素原子(I)が好ましく、これらの2種以上の原子で置換されていてもよい。Rは炭素数1〜20のフッ素置換アルキル基であることが好ましい。Rの炭素数は、2〜18であることがより好ましく、更に好ましくは3〜15である。 In formula (III), R 1 represents a halogen-substituted alkyl group, and the halogen-substituted alkyl group means a group in which at least a part of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the alkyl group is substituted with halogen atoms. However, the structure is not particularly limited, and may be any of a linear, branched, and cyclic alkyl group structure. Further, it may have an ether bond in the halogen-substituted alkyl group. The halogen atom is preferably a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br) or an iodine atom (I), and may be substituted with two or more of these atoms. R 1 is preferably a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. The carbon number of R 1 is more preferably 2 to 18, and even more preferably 3 to 15.

として特に好適な基としては、例えば、下記化学式で表される群から選択される少なくとも1つの基が挙げられる。
CF−(CF−(CH
CF−(CF−(CH
CF−(CF−CH
CF−(CF−CH
CHF−(CF−CH
(CF−CF(CF−(CH
CFCH
HCFCH
F(CFCH
CHFCFCH
(CFCH−
CFCHCH
H(CFCH
Cl(CFCH
(CF)C(CH)H−
F(CFCH
F(CF(CH
CFCHFCFCH
CF(CH
F(CFC(CH)H−
CFC(CH
CHC(CF
(CFC−
(CFC(CCl)−
F(CFCH
F(CF(CH
F(CF(CH
CF(CH
(CFCFCHCH
(CFC(CH)CH
H(CFCH
Cl(CFCH
Br(CF(CH
CFCHCH(CH)CH
CFCF(OCF)CHCH
(CFCHOCHCH
F(CFC(CH)H−
F(CFCH
F(CF(CH
F(CF(CH
F(CF(CH
(CFCF(CH
(CFCCHCH
CFCF(OCF)(CH
F(CFOCF(CF)CH
H(CFCH
F(CFC(CH
CFCHFCFC(CH
F(CFCH
F(CF(CH
F(CF(CH
(CFCF(CF(CH
(CFCFCHFCF(CF)CH
CFCFCF(CF)(CH
H(CFCH
Cl(CFCH
F(CFCH
F(CF(CH
F(CF(CH
F(CF(CH
F(CF(CH
F(CFOCF(CF)(CH
(CFC(CH
H(CFCH
F(CFCH
F(CF(CH
(CFCF(CH
(CFCF(CF(CH
F(CFOCF(CF)CFOCF(CF)CH
H(CFCH
F(CF(CH
CF(CF(CH
F(CF(CH
(CFCF(CF(CH
H(CF10CH
F(CF(CH
F(CF10(CH
H(CF12CH
F(CF(CH
式(III)中、mは1〜3の整数であり、好ましくは2〜3であり、より好ましくは1である。
Particularly suitable groups for R 1 include, for example, at least one group selected from the group represented by the following chemical formula.
CF 3 - (CF 2) 7 - (CH 2) 2 -
CF 3 - (CF 2) 9 - (CH 2) 2 -
CF 3- (CF 2 ) 2- CH 2-
CF 3- (CF 2 ) 3- CH 2-
CHF 2- (CF 2 ) 7- CH 2-
(CF 3 ) 2- CF (CF 2 ) 2- (CH 2 ) 2-
CF 3 CH 2-
HCF 2 CH 2-
F (CF 2 ) 2 CH 2-
CHF 2 CF 2 CH 2
(CF 3 ) 2 CH-
CF 3 CH 2 CH 2
H (CF 2 ) 2 CH 2-
Cl (CF 2 ) 2 CH 2-
(CF 3 ) C (CH 3 ) H-
F (CF 2 ) 3 CH 2-
F (CF 2 ) 2 (CH 2 ) 2-
CF 3 CHFCF 2 CH 2-
CF 3 (CH 2 ) 3
F (CF 2 ) 2 C (CH 3 ) H-
CF 3 C (CH 3 ) 2-
CH 3 C (CF 3 ) 2-
(CF 3 ) 4 C-
(CF 3 ) 2 C (CCl 3 )-
F (CF 2 ) 4 CH 2-
F (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 2-
F (CF 2 ) 2 (CH 2 ) 3
CF 3 (CH 2) 4 -
(CF 3 ) 2 CFCH 2 CH 2-
(CF 3 ) 2 C (CH 3 ) CH 2
H (CF 2 ) 4 CH 2-
Cl (CF 2 ) 4 CH 2-
Br (CF 2 ) 2 (CH 2 ) 3
CF 3 CH 2 CH (CH 3 ) CH 2-
CF 3 CF (OCF 3 ) CH 2 CH 2-
(CF 3 ) 2 CHOCH 2 CH 2-
F (CF 2 ) 3 C (CH 3 ) H-
F (CF 2 ) 5 CH 2-
F (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 2-
F (CF 2 ) 3 (CH 2 ) 3
F (CF 2) 2 (CH 2) 4 -
(CF 3 ) 2 CF (CH 2 ) 3
(CF 3 ) 3 CCH 2 CH 2-
CF 3 CF (OCF 3 ) (CH 2 ) 3-
F (CF 2 ) 3 OCF (CF 3 ) CH 2-
H (CF 2 ) 5 CH 2-
F (CF 2 ) 2 C (CH 3 ) 2
CF 3 CHFCF 2 C (CH 3 ) 2-
F (CF 2 ) 6 CH 2-
F (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 2-
F (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 3
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 2 (CH 2 ) 2-
(CF 3 ) 2 CFCHFCF (CF 3 ) CH 2-
CF 3 CF 2 CF (CF 3 ) (CH 2 ) 3
H (CF 2 ) 6 CH 2-
Cl (CF 2 ) 6 CH 2-
F (CF 2 ) 7 CH 2-
F (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2-
F (CF 2 ) 5 (CH 2 ) 3
F (CF 2) 4 (CH 2) 4 -
F (CF 2 ) 2 (CH 2 ) 6-
F (CF 2 ) 3 OCF (CF 3 ) (CH 2 ) 3
(CF 3) 3 C (CH 2) 4 -
H (CF 2 ) 7 CH 2-
F (CF 2 ) 8 CH 2-
F (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 3
(CF 3 ) 2 CF (CH 2 ) 6-
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 2
F (CF 2 ) 3 OCF (CF 3 ) CF 2 OCF (CF 3 ) CH 2-
H (CF 2 ) 8 CH 2-
F (CF 2 ) 4 (CH 2 ) 6-
CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2-
F (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 3
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2
H (CF 2 ) 10 CH 2-
F (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 6-
F (CF 2 ) 10 (CH 2 ) 2-
H (CF 2 ) 12 CH 2-
F (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 6-
In formula (III), m is an integer of 1 to 3, preferably 2 to 3, and more preferably 1.

式(III)中、Xは2つともOであるか、2つともSであることが好ましく、2つともOであることが最も好ましい。 In formula (III), both X A are preferably O or both are preferably S, and most preferably both are O.

式(III)において、Bは、同一若しくは異なって、H、F、Cl、BrまたはIを表すが、Bの少なくとも1つがハロゲン原子(F、Cl、BrまたはI)であることが好適である。中でも式(III)における2個のBが、いずれもハロゲン原子であることが好ましい。また、ハロゲン原子の中でも塩素原子(Cl)やフッ素原子(F)が好ましく、より好ましくはフッ素原子(F)である。特に好ましくは、式(III)における2個のBが、いずれもフッ素原子(F)であることであり、このように上記BがF(フッ素原子)である形態もまた、本発明の好適な実施形態の1つである。 In formula (III), B 2 represents H, F, Cl, Br or I in the same or different manner, but it is preferable that at least one of B 2 is a halogen atom (F, Cl, Br or I). Is. Above all, it is preferable that the two B 2s in the formula (III) are both halogen atoms. Further, among the halogen atoms, a chlorine atom (Cl) and a fluorine atom (F) are preferable, and a fluorine atom (F) is more preferable. Particularly preferably, two B 2 in formula (III) is, and that both a fluorine atom (F), forms thus the B 2 are F (fluorine atom), also of the present invention It is one of the preferred embodiments.

ニューロスフィアの保持性の観点から、上記式(II)中、Yはd−1〜d−10、e−1、f−1〜f−7、g−1〜g4および式(III)からなる群から選択される構造であることが好ましく、より好ましくはd−3およびe−1からなる群から選択される構造であり、更に好ましくはe−1で表される構造である。 From the viewpoint of neurosphere retention, in the above formula (II), Y consists of d-1 to d-10, e-1, f-1 to f-7, g-1 to g4 and formula (III). The structure is preferably selected from the group, more preferably the structure selected from the group consisting of d-3 and e-1, and further preferably the structure represented by e-1.

上記式(II)中、Z、Z、Z、Z、Z、およびZは、各々同じであってもよく異なっていてもよく、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子から選ばれ、XおよびYの少なくとも一方にフッ素原子が含まれない場合、Z、Z、Z、Z、Z、およびZの少なくとも1つはフッ素原子である。式(II)に含まれるフッ素原子の数は1個以上であればよいが、好ましくは4個以上である。フッ素原子数の上限は特に制限されず、分子構造によっても異なるが、例えば、式(II)で示される構造単位1つ当たり、例えば30個以下である。 In the above formula (II), Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6 may be the same or different from each other, and each of them independently has a hydrogen atom and a fluorine atom. , Chlorine, bromine or iodine, and if at least one of X and Y does not contain a fluorine atom, then at least one of Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6. Is a fluorine atom. The number of fluorine atoms contained in the formula (II) may be one or more, but is preferably four or more. The upper limit of the number of fluorine atoms is not particularly limited and varies depending on the molecular structure, but is, for example, 30 or less per structural unit represented by the formula (II).

ニューロスフィアの保持性の観点から、好ましい一実施形態では、上記式(II)で示される構造単位は、以下の式(II−2)で示される構成単位である。 From the viewpoint of retention of neurosphere, in one preferred embodiment, the structural unit represented by the above formula (II) is a structural unit represented by the following formula (II-2).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

上記の式(II−2)において、Xはフッ素原子で置換されていてもよいアルキレン基、アリーレンオキシ基、およびアリーレンチオ基からなる群から選択される基であり;Z、Z、Z、Z、Z、およびZは上記式(II)と同様であり;Z、Z、Z、Z10、Z11およびZ12は互いに独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メチル基およびトリフルオロメチル基のいずれかを示し;X、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z10、Z11およびZ12の少なくとも1つはフッ素原子を1個以上含み;Yはそれぞれ独立に酸素原子および硫黄原子から選択され;qは1〜3の整数であり、好ましくは1または2である。式(II−2)のXの具体例については、式(II)について上述のとおりである。 In the above formula (II-2), X is a group selected from the group consisting of an alkylene group, an aryleneoxy group, and an arylentio group which may be substituted with a fluorine atom; Z 1 , Z 2 , Z. 3 , Z 4 , Z 5 , and Z 6 are similar to formula (II) above; Z 7 , Z 8 , Z 9 , Z 10 , Z 11, and Z 12 are independent of each other hydrogen atom, fluorine atom, Indicates either a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a methyl group or a trifluoromethyl group; X, Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , Z 6 , Z 7 , Z 8 , Z 9 , Z 10 , Z 11 and Z 12 contain one or more fluorine atoms; Y 1 is independently selected from oxygen and sulfur atoms, respectively; q is an integer of 1-3, preferably 1. Or 2. Specific examples of X in formula (II-2) are as described above for formula (II).

上記式(II)で示される構造単位は、より具体的には、以下の式(II−3)(6FDA/TPEQ)および(II−4)(6FDA/ODA)で示される構造単位から選択されるものであることがより好ましい。 More specifically, the structural unit represented by the above formula (II) is selected from the structural units represented by the following formulas (II-3) (6FDA / TPEQ) and (II-4) (6FDA / ODA). It is more preferable that it is one.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Figure 0006912789
Figure 0006912789

上記の式(II)で示される構成単位を含む含フッ素ポリイミドは、酸二無水物とジアミンとの重合により得られるポリアミド酸をイミド化する手法により得ることができる。以下に、一具体例として、6FDA/TPEQ共重合体の合成過程を示す。 The fluorine-containing polyimide containing the structural unit represented by the above formula (II) can be obtained by a method of imidizing a polyamic acid obtained by polymerization of an acid dianhydride and a diamine. The synthesis process of the 6FDA / TPEQ copolymer is shown below as a specific example.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

ポリアミド酸合成反応は有機溶媒中で行われることが好適である。ポリアミド酸合成反応に用いられる有機溶媒としては、原料である酸二無水物とジアミンとの反応が効率よく進行でき、かつこれらの原料に対して不活性であれば、特に限定されるものではない。例えば、N−メチルピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、メチルイソブチルケトン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニトロベンゼン、ニトロメタン、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、メタノール等の極性溶媒;トルエンやキシレン等の非極性溶媒等が挙げられる。中でも、極性溶媒を用いることが好ましい。これらの有機溶媒は、単独で使用されてもよいし、2種以上の混合物として使用されてもよい。アミド化反応後の反応混合物をそのまま熱イミド化に供してもよい。前記ポリアミド酸の溶液中の前記ポリアミド酸の濃度は特に限定されないが、得られる樹脂組成物の重合反応性と重合後の粘度、その後の製膜、焼成での取り扱いやすさから、好ましくは、5重量%以上、より好ましくは10重量%以上、好ましくは50重量%以下、より好ましくは40重量%以下である。 The polyamic acid synthesis reaction is preferably carried out in an organic solvent. The organic solvent used in the polyamic acid synthesis reaction is not particularly limited as long as the reaction between the acid dianhydride as the raw material and the diamine can proceed efficiently and is inert to these raw materials. .. For example, N-methylpyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, sulfolane, methyl isobutyl ketone, acetonitrile, benzonitrile, nitrobenzene, nitromethane, acetone, methyl ethyl ketone, isobutyl ketone. , Polar solvents such as methanol; non-polar solvents such as toluene and xylene. Above all, it is preferable to use a polar solvent. These organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more. The reaction mixture after the amidation reaction may be directly subjected to thermal imidization. The concentration of the polyamic acid in the polyamic acid solution is not particularly limited, but is preferably 5 in view of the polymerization reactivity of the obtained resin composition, the viscosity after polymerization, and the ease of handling in subsequent film formation and firing. By weight% or more, more preferably 10% by weight or more, preferably 50% by weight or less, more preferably 40% by weight or less.

前記ポリアミド酸を、熱イミド化または化学イミド化のいずれかによりイミド化して含フッ素ポリイミドを含む樹脂組成物を得る。 The polyamic acid is imidized by either thermal imidization or chemical imidization to obtain a resin composition containing a fluorine-containing polyimide.

特定の実施形態では、前記ポリアミド酸を、加熱処理によりイミド化(熱イミド化)して含フッ素ポリイミドを含む樹脂組成物を得る。熱イミド化で得られたポリイミドは、触媒の残存の可能性がなく、細胞培養用途ではより好ましい。なお、含フッ素ポリイミド樹脂のイミド化率は、100%でなくともよい。すなわち、含フッ素ポリイミド樹脂は、上記式(I)や式(II)で表される構造単位の環状イミド構造の一部が開環したアミド構造である構造単位を、一部に含むものであってもよい。 In a specific embodiment, the polyamic acid is imidized (thermally imidized) by heat treatment to obtain a resin composition containing a fluorine-containing polyimide. The polyimide obtained by thermal imidization has no possibility of residual catalyst and is more preferable for cell culture applications. The imidization rate of the fluorine-containing polyimide resin does not have to be 100%. That is, the fluorine-containing polyimide resin partially contains a structural unit which is a ring-opened amide structure in a part of the cyclic imide structure of the structural unit represented by the above formula (I) or formula (II). You may.

熱イミド化によりイミド化する場合、例えば、前記ポリアミド酸を、空気中で、またはより好ましくは窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、或いは真空中で、好ましくは温度50〜400℃、より好ましくは100〜380℃、好ましくは時間0.1〜10時間、より好ましくは0.2〜5時間の条件下で焼成してイミド化反応を行うことによりポリイミドを含む樹脂組成物を得ることができる。 When imidizing by thermal imidization, for example, the polyamic acid is placed in air, more preferably in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or in vacuum, preferably at a temperature of 50 to 400 ° C. , More preferably 100 to 380 ° C., preferably 0.1 to 10 hours, more preferably 0.2 to 5 hours, to carry out an imidization reaction to obtain a resin composition containing polyimide. be able to.

熱イミド化反応に供する前記ポリアミド酸は、適当な溶媒中に溶解された形態であることが好ましい。溶媒としては、ポリアミド酸を溶解するものであれば良く、ポリアミド酸合成反応に関して上記した溶媒を用いることもできる。 The polyamic acid to be subjected to the thermal imidization reaction is preferably in a form dissolved in a suitable solvent. The solvent may be any one that dissolves polyamic acid, and the above-mentioned solvent for the polyamic acid synthesis reaction can also be used.

化学イミド化によりイミド化する場合では、適当な溶媒中で後述の脱水環化試薬の使用によりポリアミド酸を直接イミド化することができる。 In the case of imidization by chemical imidization, the polyamic acid can be directly imidized in a suitable solvent by using the dehydration cyclization reagent described later.

前記脱水環化試薬は、ポリアミド酸を化学的に脱水環化してポリイミドとする作用を有するものであれば、特に制限なく用いることができる。このような脱水環化試薬としては、第三級アミン化合物を単独で用いるか、または、第三級アミン化合物とカルボン酸無水物とを組合せて用いることが、イミド化を効率よく促進させうる点で好ましい。 The dehydration cyclization reagent can be used without particular limitation as long as it has an action of chemically dehydrating and cyclizing the polyamic acid to form a polyimide. As such a dehydration cyclization reagent, the use of a tertiary amine compound alone or a combination of a tertiary amine compound and a carboxylic acid anhydride can efficiently promote imidization. Is preferable.

第三級アミン化合物としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、N,N,N’,N’−テトラメチルジアミノメタン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン、N,N,N’,N’−テトラエチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラエチルエチレンジアミン等が挙げられる。これらの中でも特に、ピリジン、DABCO、N,N,N’,N’−テトラメチルジアミノメタンが好ましく、DABCOがより好ましい。3級アミンは1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 Examples of the tertiary amine compound include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, pyridine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO), and 1,8-diazabicyclo [5.4. 0] Undec-7-ene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] Nona-5-ene, N, N, N', N'-tetramethyldiaminomethane, N, N, N', N' -Tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-Tetramethyl-1,3-propanediamine, N, N, N', N'-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine, N, N, N', N'-tetraethylmethylenediamine, N, N, N', N'-tetraethylethylenediamine and the like can be mentioned. Among these, pyridine, DABCO, N, N, N', N'-tetramethyldiaminomethane are preferable, and DABCO is more preferable. The tertiary amine may be only one kind or two or more kinds.

カルボン酸無水物としては、例えば、無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水コハク酸、無水マレイン酸等が挙げられる。これらの中でも特に、無水酢酸、無水トリフルオロ酢酸が好ましく、無水酢酸がより好ましい。カルボン酸無水物は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。 Examples of the carboxylic acid anhydride include acetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, isobutyric anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride and the like. Among these, acetic anhydride and trifluoroacetic anhydride are particularly preferable, and acetic anhydride is more preferable. The carboxylic acid anhydride may be only one kind or two or more kinds.

化学イミド化においてポリアミド酸を溶解する溶媒としては、溶解性に優れる極性溶媒が好適である。例えば、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等が挙げられ、これらの中でも特に、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドおよびN−メチルピロリドンからなる群より選ばれる1種以上であることが均一反応をする観点から好ましい。アミド化反応の溶媒としてこれらの溶媒を用いた場合、アミド化反応後の反応混合物からポリアミド酸を分離せずそのまま化学イミド化に用いることができる
(フッ素化ポリアリールエーテルケトン)
フッ素化ポリアリールエーテルケトンとしては、以下の式(IV)で示される構成単位からなるフッ素化ポリアリールエーテルケトンが例示できる。
As the solvent for dissolving the polyamic acid in chemical imidization, a polar solvent having excellent solubility is preferable. For example, tetrahydrofuran, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like can be mentioned, and among these, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and N are particularly mentioned. -It is preferable that at least one selected from the group consisting of methylpyrrolidone is used from the viewpoint of performing a uniform reaction. When these solvents are used as the solvent for the amidation reaction, the polyamic acid can be used as it is for chemical imidization without being separated from the reaction mixture after the amidation reaction (fluorinated polyaryletherketone).
Examples of the fluorinated polyaryletherketone include a fluorinated polyaryletherketone composed of a structural unit represented by the following formula (IV).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式(IV)中、nは重合度を表し、mは0または1の整数であり、R41は下記式(IV−2) [In formula (IV), n represents the degree of polymerization, m is an integer of 0 or 1, and R 41 is the following formula (IV-2).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

(式(IV−2)中、pは0または1の整数であり、R42は以下の構造: (In equation (IV-2), p is an integer of 0 or 1, and R 42 has the following structure:

Figure 0006912789
Figure 0006912789

のいずれかである。)で表される基である。〕
で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンである。
Is one of. ) Is the group represented by. ]
It is a fluorinated polyaryletherketone represented by.

式(IV)において、重合度nは、具体的には2〜5000、好ましくは5〜500である。さらに、本発明において、フッ素化ポリアリールエーテルケトンは、同一の繰り返し単位からなるものであってもまたは異なる繰り返し単位からなるものであってもよく、後者の場合には、その繰り返し単位はブロック状またはランダム状のいずれでもよい。 In the formula (IV), the degree of polymerization n is specifically 2 to 5000, preferably 5 to 500. Further, in the present invention, the fluorinated polyaryletherketone may be composed of the same repeating unit or different repeating units, and in the latter case, the repeating unit is in the form of a block. Alternatively, it may be random.

なお、本発明において、上記式(IV)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンの製造方法については詳述するが、この記載から、式(IV)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンの末端は、フッ素原子を含むベンゼン環側がフッ素であり、R41側が水素原子であると、即ち、式(IV)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンは下記式(IV−3): In the present invention, the method for producing the fluorinated polyaryletherketone represented by the above formula (IV) will be described in detail, but from this description, the terminal of the fluorinated polyaryletherketone represented by the formula (IV) is , The benzene ring side containing a fluorine atom is fluorine, and the R41 side is a hydrogen atom. That is, the fluorinated polyaryletherketone represented by the formula (IV) is represented by the following formula (IV-3):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、nは重合度を表し、mは0または1の整数であり、R41は上で定義した通りである。〕
で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンであると考えられる。
[In the formula, n represents the degree of polymerization, m is an integer of 0 or 1, and R 41 is as defined above. ]
It is considered to be a fluorinated polyaryletherketone represented by.

上記式(IV)において、mが0の場合には、下記式(IV−4): In the above formula (IV), when m is 0, the following formula (IV-4):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、nは重合度を表す。〕
で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンとなる。
[In the formula, n represents the degree of polymerization. ]
It becomes a fluorinated polyaryletherketone indicated by.

また、上記式(IV)において、mが1でありかつpが0である場合には、下記式(IV−5): Further, in the above formula (IV), when m is 1 and p is 0, the following formula (IV-5):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、nは重合度を表す。〕
で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンとなる。
[In the formula, n represents the degree of polymerization. ]
It becomes a fluorinated polyaryletherketone indicated by.

さらに、上記式(IV)において、mが1でありかつpが1である場合には、下記式(IV−6): Further, in the above formula (IV), when m is 1 and p is 1, the following formula (IV-6):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、nは重合度を表し、R42は前記のとおりである。〕
で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンとなる。なお、上記式(IV−6)では、nは、好ましくは2〜2000、より好ましくは5〜200である。
[In the formula, n represents the degree of polymerization, and R 42 is as described above. ]
It becomes a fluorinated polyaryletherketone indicated by. In the above formula (IV-6), n is preferably 2 to 2000, more preferably 5 to 200.

すなわち、好ましい実施形態において、式(IV)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンは、下記式(IV−7): That is, in a preferred embodiment, the fluorinated polyaryletherketone represented by the formula (IV) has the following formula (IV-7):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、R42は前記のとおりである。〕
で表される繰り返し単位を含むポリマーである。
[In the formula, R 42 is as described above. ]
It is a polymer containing a repeating unit represented by.

特に好ましい実施形態において、式(IV)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンは、下記式(IV−8): In a particularly preferred embodiment, the fluorinated polyaryletherketone represented by the formula (IV) is represented by the following formula (IV-8):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で表される繰り返し単位を含むポリマーである。 It is a polymer containing a repeating unit represented by.

これらのうち、式(IV−2)および(IV−4)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンは、塩基性化合物の存在下で、有機溶媒中で、下記式(IV−9): Of these, the fluorinated polyaryletherketones represented by the formulas (IV-2) and (IV-4) are prepared in an organic solvent in the presence of a basic compound, and have the following formula (IV-9):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、qは0または1の整数である。〕
で示される2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾイル化合物を加熱することにより得られる。
[In the formula, q is an integer of 0 or 1. ]
It is obtained by heating the 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoyl compound represented by.

上記反応において、反応温度は、30〜250℃、好ましくは50〜200℃である。 In the above reaction, the reaction temperature is 30 to 250 ° C, preferably 50 to 200 ° C.

また、上記(IV−6)で示されるフッ素化ポリアリールエーテルケトンは、塩基性化合物の存在下で、有機溶媒中で、下記式(IV−10): Further, the fluorinated polyaryletherketone represented by the above (IV-6) can be obtained in the presence of a basic compound in an organic solvent according to the following formula (IV-10):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示される4,4’−ビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテルおよび下記式(IV−11): 4,4'-bis (2,3,4,5,6-pentafluorobenzoyl) diphenyl ether represented by and the following formula (IV-11):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、R42は以下の構造: [In the formula, R 42 has the following structure:

Figure 0006912789
Figure 0006912789

のいずれかである。〕
で示される2価のフェノール化合物を加熱することよって、得られる。
Is one of. ]
It is obtained by heating the divalent phenol compound represented by.

上記反応において、反応温度は、20〜150℃、好ましくは50〜120℃である。この際、このように低温度で反応することで副反応を抑制し、重合体のゲル化を防止することができる。また、重合時間は、他の反応条件や使用する原料などにより異なるが、好ましくは、1〜48時間、より好ましくは2〜24時間である。さらに、重合反応は、常圧下または減圧下いずれで行ってもよいが、設備面から、常圧下で行うことが望ましい。 In the above reaction, the reaction temperature is 20 to 150 ° C, preferably 50 to 120 ° C. At this time, by reacting at such a low temperature, side reactions can be suppressed and gelation of the polymer can be prevented. The polymerization time varies depending on other reaction conditions, raw materials used, and the like, but is preferably 1 to 48 hours, more preferably 2 to 24 hours. Further, the polymerization reaction may be carried out under normal pressure or reduced pressure, but it is desirable to carry out the polymerization reaction under normal pressure from the viewpoint of equipment.

上記重合反応で使用される有機溶媒としては、例えば、N−メチルピロリジノン、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチルアセトアミドおよびメタノール等の極性溶媒やトルエンなどが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。 Examples of the organic solvent used in the above polymerization reaction include polar solvents such as N-methylpyrrolidinone, N-methyl-2-pyrrolidinone, N, N-dimethylacetamide and methanol, and toluene. These organic solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

また、有機溶媒におけるペンタフルオロベンゾイルジフェニルエーテル化合物の濃度は、5〜50重量%、好ましくは10〜30重量%である。 The concentration of the pentafluorobenzoyldiphenyl ether compound in the organic solvent is 5 to 50% by weight, preferably 10 to 30% by weight.

トルエンや他の同様の溶媒を反応の初期段階に使用する際には、フェノキシド生成の際に副生する水を、重合溶媒に関係なく、トルエンの共沸物として除去できる。 When toluene or other similar solvent is used in the early stages of the reaction, the water by-product of phenoxide formation can be removed as an azeotropic product of toluene, regardless of the polymerization solvent.

本発明において使用される塩基性化合物は、重縮合反応によって生成するフッ化水素を捕集することにより重縮合反応を促進するよう作用し、さらに2価のフェノール化合物による重縮合反応の場合には、フェノール化合物をより反応性の高いアニオンに変える作用がある。 The basic compound used in the present invention acts to promote the polycondensation reaction by collecting hydrogen fluoride generated by the polycondensation reaction, and further, in the case of the polycondensation reaction with a divalent phenol compound, it acts. , Has the effect of converting phenolic compounds into more reactive anions.

このような塩基性化合物としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸リチウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。 Examples of such basic compounds include potassium carbonate, lithium carbonate and potassium hydroxide.

また、本発明において、塩基性化合物の使用量は、式(IV−2)および(IV−4)の重合体の場合では、使用されるペンタフルオロベンゾイルジフェニルエーテル化合物1モルに対して、0.5〜10モル、好ましくは0.5〜5モルであり、または、式(IV−5)の重合体の場合では、使用されるペンタフルオロベンゾイルジフェニルエーテル化合物1モルに対して、1〜20モル、好ましくは1〜10モルである。 Further, in the present invention, the amount of the basic compound used is 0.5 with respect to 1 mol of the pentafluorobenzoyldiphenyl ether compound used in the case of the polymers of the formulas (IV-2) and (IV-4). It is 10 mol, preferably 0.5-5 mol, or in the case of the polymer of formula (IV-5), 1-20 mol, preferably 1-20 mol, relative to 1 mol of the pentafluorobenzoyldiphenyl ether compound used. Is 1-10 mol.

本発明において使用される2価のフェノール化合物としては、例えば、2,2−ビス(4−ビドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−へキサフルオロプロパン(以下、「6FBA」という)、ビスフェノールA(以下、「BA」という)、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(以下、「HF」という)、ビスフェノールF(以下、「BF」という)、ハイドロキノン(以下、「HQ」という)およびレゾルシノール(以下、「RS」という)が挙げられる。2価のフェノール化合物の使用量は、4,4’−ビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテル1モルに対して、0.8〜1.2モル、好ましくは0.9〜1.1モルである。 Examples of the divalent phenol compound used in the present invention include 2,2-bis (4-vidroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane (hereinafter, "6FBA"). , Bisphenol A (hereinafter referred to as "BA"), 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene (hereinafter referred to as "HF"), bisphenol F (hereinafter referred to as "BF"), hydroquinone (hereinafter referred to as "BF"). , "HQ") and resorcinol (hereinafter referred to as "RS"). The amount of the divalent phenol compound used is 0.8 to 1.2 mol, preferably 0, based on 1 mol of 4,4'-bis (2,3,4,5,6-pentafluorobenzoyl) diphenyl ether. It is 9.9 to 1.1 mol.

例えば、塩基性化合物の存在下で、有機溶媒中で、4,4’−ビス(2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾイル)ジフェニルエーテルと、2価のフェノール化合物として6FBAとを反応させることにより、上記式(IV−8)で表される繰り返し単位を含むフッ素化ポリアリールエーテルケトンを生成することができる。 For example, in the presence of a basic compound, 4,4'-bis (2,3,4,5,6-pentafluorobenzoyl) diphenyl ether is reacted with 6FBA as a divalent phenol compound in an organic solvent. Thereby, a fluorinated polyaryletherketone containing a repeating unit represented by the above formula (IV-8) can be produced.

重合反応終了後は、反応溶液より蒸発等により溶媒の除去を行ない、必要により留出物を洗浄することによって、所望の重合体が得られる。または、反応溶液を重合体の溶解度が低い溶媒中に加えることにより、重合体を固体として沈殿させ、沈殿物を濾過により分離することによって、重合体を得てもよい。 After completion of the polymerization reaction, the solvent is removed from the reaction solution by evaporation or the like, and if necessary, the distillate is washed to obtain a desired polymer. Alternatively, the polymer may be obtained by adding the reaction solution to a solvent having a low solubility of the polymer to precipitate the polymer as a solid, and separating the precipitate by filtration.

(フッ素化ポリエステルポリエーテル)
フッ素化ポリエステルポリエーテルとしては、以下の式(V)で示される構成単位からなるフッ素化ポリエステルポリエーテルが例示できる。
(Fluorinated polyester polyether)
Examples of the fluorinated polyester polyether include a fluorinated polyester polyether composed of a structural unit represented by the following formula (V).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式(V)中、m’およびn’は、同一または異なって、ベンゼン環に付加しているフッ素原子の数を表し、1〜4の整数である。R51およびR52は、同一または異なって、炭素数1〜150の2価の有機基を表す。pは、重合度を表す。〕
で表される繰り返し単位を必須とするフッ素化ポリエステルポリエーテルである。
[In the formula (V), m'and n'represent the number of fluorine atoms added to the benzene ring, which are the same or different, and are integers of 1 to 4. R 51 and R 52 represent divalent organic groups having 1 to 150 carbon atoms, which are the same or different from each other. p represents the degree of polymerization. ]
It is a fluorinated polyester polyether that requires a repeating unit represented by.

本発明において使用するフッ素化ポリエステルポリエーテルは、上記式(V)で表される繰り返し単位を必須とするものである限り、その他の繰り返し単位を含んでいてもよいが、上記式(V)で表される繰り返し単位がフッ素化ポリエステルポリエーテルを構成する繰り返し単位の主成分であることが好ましい。なお、フッ素化ポリエステルポリエーテルにおいては、上記式(V)で表される繰り返し単位の構造は、同一であっても異なっていてもよく、異なる繰り返し単位により構成される場合には、ブロック状、ランダム状等のいずれの形態であってもよい。 The fluorinated polyester polyether used in the present invention may contain other repeating units as long as the repeating unit represented by the above formula (V) is essential, but the above formula (V) may be used. The repeating unit represented is preferably the main component of the repeating unit constituting the fluorinated polyester polyether. In the fluorinated polyester polyether, the structure of the repeating unit represented by the above formula (V) may be the same or different, and when it is composed of different repeating units, it may be block-shaped. It may be in any form such as random.

上記式(V)で表される繰り返し単位において、(−O−R52−O−)の部分は、ベンゼン環のエステル結合している炭素に対して、オルト位、メタ位、パラ位のいずれの炭素に結合していてもよいが、オルト位またはパラ位に結合しているものが好ましい。本発明において使用するフッ素化ポリエステルポリエーテルにおいては、フッ素原子を有するベンゼン環は、4つの水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換された形態となっており、また、ベンゼン環の水素原子がフッ素原子以外のハロゲン原子や、アルキル鎖を有する置換基等のその他の置換基により置換された形態となっていてもよい。したがって、1つのベンゼン環において水素原子とフッ素原子、および、フッ素原子以外のハロゲン原子や、その他の置換基との合計は4である。 In the repeating unit represented by the above formula (V), the portion (-O-R 52- O-) is any of the ortho-position, the meta-position, and the para-position with respect to the carbon having the ester bond of the benzene ring. Although it may be bonded to the carbon of the above, those bonded to the ortho-position or the para-position are preferable. In the fluorinated polyester polyether used in the present invention, the benzene ring having a fluorine atom is in a form in which a part or all of the four hydrogen atoms are replaced with a fluorine atom, and the hydrogen atom of the benzene ring is also used. May be in the form of being substituted with a halogen atom other than a fluorine atom or another substituent such as a substituent having an alkyl chain. Therefore, the total of hydrogen atom, fluorine atom, halogen atom other than fluorine atom, and other substituents in one benzene ring is 4.

51、R52は、同一または異なって、炭素数1〜150の2価の有機基を表すが、2価の有機基としては、炭素数1〜50の有機基であることが好ましい。より好ましくは、下記式(8−1)〜(8−19)で表される基のいずれかである。 R 51 and R 52 represent the same or different divalent organic groups having 1 to 150 carbon atoms, and the divalent organic group is preferably an organic group having 1 to 50 carbon atoms. More preferably, it is any of the groups represented by the following formulas (8-1) to (8-19).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

上記式(8−1)〜(8−19)中、Y、Y’、Y、Y’、YおよびYは、同一若しくは異なって、置換基を表し、1つのベンゼン環は、0〜4個のY、Y、YおよびY、0〜3個のY’およびY’を置換基として有する。Y、Y’、Y、Y’、YおよびYで表される置換基としては、例えば、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアミノ基、アリールチオ基等が挙げられる。 In the above formulas (8-1) to (8-19), Y 1 , Y 1 ', Y 2 , Y 2 ', Y 3 and Y 4 represent substituents, which are the same or different, and one benzene ring. has a 0-4 Y 1, Y 2, Y 3 and Y 4, 0 to 3 substituents the Y 1 'and Y 2'. Examples of the substituent represented by Y 1 , Y 1 ', Y 2 , Y 2 ', Y 3 and Y 4 include a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group, and an alkylamino. Examples thereof include a group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylamino group, an arylthio group and the like.

本発明において使用するフッ素化ポリエステルポリエーテルにおいては、上記式(8−1)〜(8−19)で表される基のベンゼン環が置換基を1つ以上有し、その置換基が炭素数1〜30であって、置換基を有していてもよいアルキル基、アルコキシ基等であること、または、ベンゼン環が置換基を有しないことが好ましい。より好ましくは、ベンゼン環は置換基を有しない。すなわち、下記式(9−1)〜(9−19)で表される基であることが好ましい。 In the fluorinated polyester polyether used in the present invention, the benzene ring of the group represented by the above formulas (8-1) to (8-19) has one or more substituents, and the substituent has one or more carbon atoms. It is preferably 1 to 30, which is an alkyl group or an alkoxy group which may have a substituent, or the benzene ring does not have a substituent. More preferably, the benzene ring has no substituents. That is, it is preferable that the group is represented by the following formulas (9-1) to (9-19).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

本発明において使用するフッ素化ポリエステルポリエーテルにおいては、上記式(V)中、R51の構造が上記(9−6)または(9−18)のいずれかであって、かつベンゼン環が置換基を有さないものであることが好ましい。すなわち、フッ素化ポリエステルポリエーテルは、下記式(V−2): In the fluorinated polyesters polyethers used in the present invention, in the above formula (V), the structure of R 51 is any of the above-described (9-6) or (9-18), and the benzene ring substituents It is preferable that the substance does not have. That is, the fluorinated polyester polyether has the following formula (V-2):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、m’およびn’は、同一または異なって、ベンゼン環に付加しているフッ素原子の数を表し、1〜4の整数である。R52は、同一または異なって、炭素数1〜150の2価の有機基を表す。pは、重合度を表す。〕
で表される繰り返し単位および/または下記式(V−3):
[In the formula, m'and n'represent the number of fluorine atoms added to the benzene ring, which are the same or different, and are integers of 1 to 4. R 52 represents a divalent organic group having 1 to 150 carbon atoms, which is the same or different. p represents the degree of polymerization. ]
Repeat unit represented by and / or the following formula (V-3):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、m’およびn’は、同一または異なって、ベンゼン環に付加しているフッ素原子の数を表し、1〜4の整数である。R52は、同一または異なって、炭素数1〜150の2価の有機基を表す。pは、重合度を表す。〕
で表される繰り返し単位を必須とするものであることが好ましい。
[In the formula, m'and n'represent the number of fluorine atoms added to the benzene ring, which are the same or different, and are integers of 1 to 4. R 52 represents a divalent organic group having 1 to 150 carbon atoms, which is the same or different. p represents the degree of polymerization. ]
It is preferable that the repeating unit represented by is essential.

上記式(V)で表されるフッ素化ポリエステルポリエーテルの製造方法は、特に制限されないが、含フッ素エステル化合物とジヒドロキシ化合物とを重合する工程を含む製造方法が好ましい。また、反応効率の点から、この工程は、塩基性触媒存在下で行われることが好ましい。 The method for producing the fluorinated polyester polyether represented by the above formula (V) is not particularly limited, but a production method including a step of polymerizing the fluorinated ester compound and the dihydroxy compound is preferable. Further, from the viewpoint of reaction efficiency, this step is preferably performed in the presence of a basic catalyst.

すなわち、上記式(V)で表されるフッ素化ポリエステルポリエーテルは、下記式(V−4): That is, the fluorinated polyester polyether represented by the above formula (V) has the following formula (V-4):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式中、mおよびnは、同一または異なって、ベンゼン環に付加しているフッ素原子の数を表し、1〜5の整数である。R51は、炭素数1〜150の2価の有機基を表す。〕
で表される含フッ素エステル化合物と下記式(V−5):
[In the formula, m and n represent the number of fluorine atoms added to the benzene ring, which are the same or different, and are integers of 1 to 5. R 51 represents a divalent organic group having 1 to 150 carbon atoms. ]
Fluorine-containing ester compound represented by and the following formula (V-5):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

式中、R52は、炭素数1〜150の2価の有機基を表す。〕
で表されるジヒドロキシ化合物とを塩基性触媒存在下で重合する工程を含む製造方法により製造されることが好ましい。
In the formula, R 52 represents a divalent organic group having 1 to 150 carbon atoms. ]
It is preferably produced by a production method including a step of polymerizing the dihydroxy compound represented by (1) in the presence of a basic catalyst.

上記式(V−4)で表される含フッ素エステル化合物は、反応性が高いことから、上記製造方法のように、この含フッ素エステル化合物を原料として重合体を製造する場合には、均一系での重合、界面重合等、重合方法を選ばず様々な重合方法を用いることができ、また、従来の含フッ素化合物を用いた重合反応に比べて低温である150℃以下の条件下でも重合することが可能である。 Since the fluorine-containing ester compound represented by the above formula (V-4) has high reactivity, when a polymer is produced using this fluorine-containing ester compound as a raw material as in the above production method, it is a uniform system. Various polymerization methods can be used regardless of the polymerization method, such as polymerization at 150 ° C. and interfacial polymerization, and polymerization is carried out even under conditions of 150 ° C. or lower, which is lower than the conventional polymerization reaction using a fluorine-containing compound. It is possible.

上記製造方法においては、ジヒドロキシ化合物由来の構造(−O−R52−O−)の部分がベンゼン環のエステル基が結合している炭素に対して、オルト位、メタ位、パラ位のいずれの炭素に結合していてもよいが、オルト位またはパラ位に結合したものが好ましい。また、1つのベンゼン環にジヒドロキシ化合物由来の部分が2つ以上結合すると、架橋構造を形成することになる場合があるが、架橋構造を有すると生成する重合体がゲル化することから、架橋構造が少ないものが好ましい。上記製造方法においては、反応温度と反応時間、用いる溶媒や塩基性触媒の種類と濃度、原料の仕込み順序や反応系中の水分量等によって架橋構造の生成しやすさが異なるため、それぞれを最適化することにより、架橋構造の生成を抑制することが可能となる。 In the above production method, the structure (-O-R 52- O-) derived from the dihydroxy compound is at any of the ortho-position, meta-position, and para-position with respect to the carbon to which the ester group of the benzene ring is bonded. It may be bonded to carbon, but it is preferably bonded to the ortho-position or the para-position. Further, when two or more portions derived from a dihydroxy compound are bonded to one benzene ring, a crosslinked structure may be formed. However, if the benzene ring has a crosslinked structure, the resulting polymer gels, so that the crosslinked structure is formed. The one with less is preferable. In the above production method, the ease of forming a crosslinked structure differs depending on the reaction temperature and reaction time, the type and concentration of the solvent and basic catalyst used, the order in which the raw materials are charged, the amount of water in the reaction system, etc. By making it possible, it becomes possible to suppress the formation of a crosslinked structure.

上記製造方法における重縮合反応においては、反応原料の有効利用および生成物の収率の向上の点から、原料として使用されるジヒドロキシ化合物と含フッ素エステル化合物との比率を適宜設定することが好ましく、含フッ素エステル化合物1モルに対して、ジヒドロキシ化合物を0.8〜1.2モル使用することが好ましい。より好ましくは、ジヒドロキシ化合物を0.9〜1.1モル使用することである。 In the polycondensation reaction in the above production method, it is preferable to appropriately set the ratio of the dihydroxy compound used as the raw material and the fluorine-containing ester compound from the viewpoint of effective utilization of the reaction raw material and improvement of the yield of the product. It is preferable to use 0.8 to 1.2 mol of the dihydroxy compound with respect to 1 mol of the fluorine-containing ester compound. More preferably, 0.9 to 1.1 mol of the dihydroxy compound is used.

上記製造方法における重縮合反応の反応温度としては、0〜100℃とすることが好ましく、より好ましくは10〜80℃である。また、反応時間は、1〜40時間とすることが好ましく、より好ましくは1〜30時間である。更に、上記反応は、減圧下、常圧下または加圧下のいずれで行われてもよいが、設備面等を考慮すると、常圧下で反応を行うことが好ましい。 The reaction temperature of the polycondensation reaction in the above production method is preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 80 ° C. The reaction time is preferably 1 to 40 hours, more preferably 1 to 30 hours. Further, the above reaction may be carried out under reduced pressure, normal pressure or pressurized, but it is preferable to carry out the reaction under normal pressure in consideration of equipment aspects and the like.

上記製造方法における重縮合反応においては、含フッ素エステル化合物が溶媒への溶解性に優れていることに起因して様々な溶媒を用いることができ、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ニトロベンゼン、ニトロメタン等のニトロ類;アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン等のケトン類;クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、クロロエタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジフェニルエーテル、ベンジルエーテル、tert−ブチルエーテル等のエーテル類;蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル等のエステル類;N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド(DMAc)等を用いることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アセトン、アセトニトリル、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK)、N−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド(DMAc)が好ましい。溶媒の量としては、上記反応を効率良く進行できる量であればよいが、含フッ素エステル化合物が溶媒中に1〜50質量%となるような量とすることが好ましく、より好ましくは1〜30質量%存在するような量である。 In the polycondensation reaction in the above production method, various solvents can be used due to the excellent solubility of the fluorine-containing ester compound in the solvent, and nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; nitrobenzene and nitromethane. And other nitros; ketones such as acetone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone; halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and heptane; ethers such as diethyl ether, isopropyl ether, tetrahydrofuran (THF), dioxane, diphenyl ether, benzyl ether and tert-butyl ether Types: Esters such as methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate; N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylacetamide ( DMAc) and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acetone, acetonitrile, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl ethyl ketone (MEK), N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and dimethylacetamide (DMAc) are preferable. .. The amount of the solvent may be any amount as long as the above reaction can proceed efficiently, but it is preferable that the amount of the fluorine-containing ester compound is 1 to 50% by mass in the solvent, and more preferably 1 to 30. The amount is such that mass% is present.

上記製造方法における重縮合反応において用いられる塩基性化合物としては、重縮合反応によって生成するフッ化水素を捕集することにより重縮合反応を促進するよう作用し、更に上述したようなジヒドロキシ化合物をより反応性の高いアニオンに変える作用があるものが好適であり、例えば、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、フッ化カリウム、トリブチルアミン、ピリジン、炭酸カリウム、炭酸リチウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン等の1種または2種以上が好適である。このような塩基性化合物の使用量としては、使用される含フッ素エステル化合物1モルに対して、0.5〜20モルが好ましい。より好ましくは0.8〜10モルである。 As the basic compound used in the polycondensation reaction in the above-mentioned production method, it acts to promote the polycondensation reaction by collecting hydrogen fluoride produced by the polycondensation reaction, and further, a dihydroxy compound as described above is used. Those having an action of converting into a highly reactive anion are preferable, for example, one of calcium carbonate, calcium hydroxide, potassium fluoride, tributylamine, pyridine, potassium carbonate, lithium carbonate, potassium hydroxide, triethylamine and the like. Two or more are suitable. The amount of such a basic compound used is preferably 0.5 to 20 mol with respect to 1 mol of the fluorine-containing ester compound used. More preferably, it is 0.8 to 10 mol.

上記重縮合反応終了後は、蒸発等により反応溶液中の溶媒の除去を行い、必要により留出物を洗浄することによって、上記式(V)で表される繰り返し単位を有するフッ素化ポリエステルポリエーテルが得られることになる。また、反応溶液を重合体の溶解度が低い溶媒中に加えることにより、フッ素化ポリエステルポリエーテルを固体として沈殿させ、沈殿物を濾過により分離することによって得ることもできる。
(フッ素化ポリエーテル)
フッ素化ポリエーテルとしては、以下の式(VI)で示される構成単位からなるフッ素化ポリエーテルが例示できる。
After the completion of the polycondensation reaction, the solvent in the reaction solution is removed by evaporation or the like, and the distillate is washed if necessary, so that the fluorinated polyester polyether having the repeating unit represented by the above formula (V) is obtained. Will be obtained. It can also be obtained by adding the reaction solution to a solvent having a low solubility of the polymer to precipitate the fluorinated polyester polyether as a solid, and separating the precipitate by filtration.
(Fluorinated polyether)
Examples of the fluorinated polyether include a fluorinated polyether composed of a structural unit represented by the following formula (VI).

Figure 0006912789
Figure 0006912789

〔式(VI)中、R31は、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルコキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキルアミノ基、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキルチオ基、置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリール基、置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールアミノ基または置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールチオ基を表し;R61は、2価の有機基を表し;並びにnは重合度を表す。〕
で示されるフッ素化ポリエーテルである。
[In the formula (VI), R 31 contains an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and a substituent. It may have an alkylamino group having 1 to 12 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and an aryl having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent. A group, an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, an arylamino group which may have a substituent and may have 6 to 20 carbon atoms, or a carbon atom which may have a substituent. It represents the number 6-20 arylthio group; R 61 represents a divalent organic group; and n represents a polymerization degree. ]
It is a fluorinated polyether represented by.

前記式(VI)において、R31は、置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルおよび2−エチルヘキシル、好ましくはメチル、エチル、プロピルおよびブチル;置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、フルフリルオキシおよびアリルオキシ、好ましくはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシおよびブトキシ;置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキルアミノ基、例えば、メチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、プロピルアミノ、n−ブチルアミノ、sec−ブチルアミノおよびtert−ブチルアミノ、好ましくはメチルアミノ、エチルアミノ、ジメチルアミノおよびジエチルアミノ;置換基を有してもよい炭素原子数1〜12のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオおよびn−ブチルチオ、sec−ブチルチオ、tert−ブチルチオおよびiso−プロピルチオ、好ましくは、メチルチオ、エチルチオおよびプロピルチオ;置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリール基、例えば、フェニル、ベンジル、フェネチル、o−,m−若しくはp−トリル、2,3−若しくは2,4−キシリル、メシチル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、ビフェニリル、ベンズヒドリル、トリチルおよびピレニル、好ましくはフェニル並びにo−,m−およびp−トリル;置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、ベンジルオキシ、ヒドロキシ安息香酸およびそのエステル類(例えば、メチルエステル、エチルエステル、メトキシエチルエステル、エトキシエチルエステル、フルフリルエステルおよびフェニルエステルなど;以下、同様)由来の基、ナフトキシ、o−,m−若しくはp−メチルフェノキシ、o−,m−若しくはp−フェニルフェノキシ、フェニルエチニルフェノキシ、並びにクレソチン酸およびそのエステル類由来の基、好ましくはフェノキシおよびナフトキシ;置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールアミノ基、例えば、アニリノ、o−,m−若しくはp−トルイジノ、1,2−若しくは1,3−キシリジノ、o−,m−若しくはp−メトキシアニリノ並びにアントラニル酸およびそのエステル類由来の基、好ましくはアニリノおよびo−,m−若しくはp−トルイジノ;または置換基を有してもよい炭素原子数6〜20のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、フェニルメタンチオ、o−,m−若しくはp−トリルチオ並びにチオサリチル酸およびそのエステル類由来の基、好ましくはフェニルチオを表す。これらのうち、置換基を有してもよいアリールオキシ基、アリールチオ基およびアリールアミノ基が好ましく、さらに、フェノキシ、フェニルチオおよびアニリノがR31として最も好ましい。 In the formula (VI), R 31 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl. , Pentyl, isopentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl and 2-ethylhexyl, preferably methyl, ethyl, propyl and butyl; having 1-12 carbon atoms which may have substituents. Alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, 2-ethylhexyloxy, octyloxy, nonyloxy, decyloxy, undecyloxy, dodecyloxy, furfuryloxy and allyloxy, preferably methoxy. , Ethoxy, propoxy, isopropoxy and butoxy; alkylamino groups having 1 to 12 carbon atoms which may have substituents, such as methylamino, ethylamino, dimethylamino, diethylamino, propylamino, n-butylamino, sec-butylamino and tert-butylamino, preferably methylamino, ethylamino, dimethylamino and diethylamino; alkylthio groups having 1 to 12 carbon atoms which may have substituents, such as methylthio, ethylthio, propylthio and n. -Butylthio, sec-butylthio, tert-butylthio and iso-propylthio, preferably methylthio, ethylthio and propylthio; aryl groups having 6 to 20 carbon atoms which may have substituents, such as phenyl, benzyl, phenethyl, o-, m- or p-tolyl, 2,3- or 2,4-xysilyl, mesityl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, biphenylyl, benzhydryl, trityl and pyrenyl, preferably phenyl and o-, m- and p-tolyl An aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent, for example, phenoxy, benzyloxy, hydroxybenzoic acid and its esters (for example, methyl ester, ethyl ester, methoxyethyl ester, ethoxyethyl ester). , Flufuryl ester, phenyl ester, etc .; the same applies hereinafter), naphthoxy, o-, m- or p-methylphenoxy, o-, m- or p-phenylphenoxy, phenylethynylphenoxy, and cresotinic acid. And groups derived from esters thereof, preferably phenoxy and naphthoxy; arylamino groups having 6 to 20 carbon atoms which may have substituents, such as anilino, o-, m- or p-toluidino, 1, 2 -Or 1,3-xylidino, o-, m- or p-methoxyanilino and groups derived from anthranilic acid and its esters, preferably anilino and o-, m- or p-toluidino; or having substituents. It represents an arylthio group having 6 to 20 carbon atoms, for example, phenylthio, phenylmethanethio, o-, m- or p-tolylthio, and a group derived from thiosalicylic acid and its esters, preferably phenylthio. Of these, an optionally substituted aryloxy group is preferably an arylthio group, and an arylamino group, further, phenoxy, phenylthio and anilino is most preferred as R 31.

また、上記式(VI)において、R31が置換基を有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアミノ基またはアリールチオ基を表す際に使用できる置換基としては、目的物の所望の特性に応じて適宜選択でき、特に制限されるものではないが、例えば、炭素原子数1〜12のアルキル基、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルおよびドデシル;ハロゲン原子、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素;シアノ基、ニトロ基並びにカルボキシエステル基などが挙げられる。これらのうち、好ましくはメチルおよびカルボキシエステル基である。 Further, in the above formula (VI), a substituent that can be used when R 31 represents an alkyl group having a substituent, an alkoxy group, an alkylamino group, an alkylthio group, an aryl group, an aryloxy group, an arylamino group or an arylthio group. Can be appropriately selected depending on the desired properties of the target product, and is not particularly limited, but for example, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl. , Se-butyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl and dodecyl; halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine and iodine; cyano group, nitro group and carboxy ester The group and the like can be mentioned. Of these, methyl and carboxyester groups are preferred.

さらに、上記式(VI)において、R61は、2価の有機基を表し、例えば、下記式で示される基が挙げられる。 Further, in the above formula (VI), R 61 represents a divalent organic group, and examples thereof include a group represented by the following formula.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

これらのうち、下記式: Of these, the following formula:

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示される2価の有機基がR61として好ましく、特に下記式: The divalent organic group represented by is preferable as R 61 , and in particular, the following formula:

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示される2価の有機基がR61として好ましい。 The divalent organic group represented by is preferable as R 61.

さらに、上記式(VI)において、nは重合度を表し、具体的には、5〜1000、好ましくは10〜500である。なお、本発明において使用するフッ素化ポリエーテルは、上記式(VI)の構成単位の同一の繰り返し単位からなるものであってもまたは異なる繰り返し単位からなるものであってもよく、後者の場合には、その繰り返し単位はブロック状またはランダム状のいずれでもよい。 Further, in the above formula (VI), n represents the degree of polymerization, specifically 5 to 1000, preferably 10 to 500. The fluorinated polyether used in the present invention may be composed of the same repeating unit or different repeating units of the constituent units of the above formula (VI), and in the latter case, it may be composed of different repeating units. The repeating unit may be either block-shaped or random-shaped.

また、フッ素化ポリエーテルの製造方法については以下に詳述するが、この記載から、式(VI)で示されるフッ素化ポリエーテルの末端は、フッ素原子を含むベンゼン環側がフッ素であり、酸素原子(R61)側が水素原子であると、即ち、式(VI)で示されるフッ素化ポリエーテルは下記式(VI−4): The method for producing the fluorinated polyether will be described in detail below. From this description, the terminal of the fluorinated polyether represented by the formula (VI) has fluorine on the benzene ring side containing a fluorine atom and an oxygen atom. When the (R 61 ) side is a hydrogen atom, that is, the fluorinated polyether represented by the formula (VI) is the following formula (VI-4):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示されるポリマーであると考えられる。 It is considered to be the polymer indicated by.

フッ素化ポリエーテルは、下記式(VI−2): The fluorinated polyether is represented by the following formula (VI-2):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示されるテトラフルオロベンゾニトリル誘導体を、下記式(VI−3): The tetrafluorobenzonitrile derivative represented by the following formula (VI-3):

Figure 0006912789
Figure 0006912789

で示されるジヒドロキシ化合物と塩基性触媒の存在下で重合することによって、製造される。この際、上記式(VI−2)におけるR31および上記式(VI−3)におけるR61の定義は、上記式(VI)におけるR31およびR61の定義と同様である。 It is produced by polymerizing with the dihydroxy compound represented by (1) in the presence of a basic catalyst. At this time, the definitions of R 31 in the above formula (VI-2) and R 61 in the above formula (VI-3) are the same as the definitions of R 31 and R 61 in the above formula (VI).

本発明において、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体は、公知の方法によって製造できるが、例えば、式:R31H[式中、R31は上記式(VI)における定義と同様である]で示される化合物を有機溶媒中で塩基性化合物の存在下で2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゾニトリル(本明細書中、「PFBN」とも称する)と反応させることによって得られる。 In the present invention, the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) can be produced by a known method, and for example, the formula: R 31 H [in the formula, R 31 is the same as the definition in the above formula (VI). Is obtained by reacting the compound represented by [is] with 2,3,4,5,6-pentafluorobenzonitrile (also referred to as "PFBN" in the present specification) in the presence of a basic compound in an organic solvent. Be done.

上記反応において、式:R31Hで示される化合物およびPFBNは、それぞれ、単一の化合物として使用されてもあるいは2種以上の式:R31Hで示される化合物および/またはPFBNの混合物の形態で使用されてもよいが、精製工程やポリマーの物性などを考慮すると、単一の化合物として使用されることが好ましい。なお、後者の場合には、使用される複数または単一のPFBNのモル数の合計が、複数または単一の式:R31Hで示される化合物のモル数の合計に等しいまたはほぼ等しいことが好ましいが、具体的には、式:R31Hで示される化合物の使用量が、PFBN 1モルに対して、好ましくは0.1〜5モル、より好ましくは0.5〜2モルである。 In the above reaction, the compound represented by the formula: R 31 H and PFBN may be used as a single compound, respectively, or in the form of a mixture of two or more compounds represented by the formula: R 31 H and / or PFBN. However, it is preferable to use it as a single compound in consideration of the purification process and the physical characteristics of the polymer. In the latter case, the total number of moles of the plurality or single PFBN used may be equal to or approximately equal to the total number of moles of the compound represented by the multiple or single formula: R 31 H. preferred, specifically, the formula: the amount of R 31 compound represented by H is relative PFBN 1 mol, preferably 0.1 to 5 moles, more preferably 0.5 to 2 moles.

上記反応において使用できる有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニトロベンゼン、ニトロメタンおよびメタノール等の極性溶媒;並びにこれらの極性溶媒とトルエンやキシレン等の非極性溶媒との混合溶媒などが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、有機溶媒におけるPFBNの濃度は、1〜40質量%、好ましくは、5〜30質量%である。この際、トルエンや他の同様の溶媒を反応の初期段階に使用する際には、反応中に副生する水を、重合溶媒に関係なく、トルエンの共沸物として除去できる。 Examples of the organic solvent that can be used in the above reaction include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidinone, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, benzonitrile, nitrobenzene, nitromethane and methanol; and these polar solvents and toluene and the like. Examples thereof include a mixed solvent with a non-polar solvent such as xylene. These organic solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more. The concentration of PFBN in the organic solvent is 1 to 40% by mass, preferably 5 to 30% by mass. At this time, when toluene or other similar solvent is used in the initial stage of the reaction, water produced as a by-product during the reaction can be removed as an azeotropic product of toluene regardless of the polymerization solvent.

また、上記反応において使用される塩基性化合物は、反応を促進させるために生成するフッ化水素を捕集するよう作用するものであることが望ましい。このような塩基性化合物としては、例えば、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、フッ化カリウム、トリエチルアミン、トリブチルアミンおよびピリジンなどが挙げられる。この際、塩基性化合物の使用量は、使用されるPFBN 1モルに対して、0.1〜5モル、好ましくは0.5〜2モルである。 Further, it is desirable that the basic compound used in the above reaction acts to collect hydrogen fluoride produced in order to promote the reaction. Examples of such a basic compound include potassium carbonate, calcium carbonate, potassium hydroxide, calcium hydroxide, potassium fluoride, triethylamine, tributylamine and pyridine. At this time, the amount of the basic compound used is 0.1 to 5 mol, preferably 0.5 to 2 mol, based on 1 mol of the PFBN used.

さらに、上記反応における反応条件は、R1Hで示される化合物とPFBNとの反応が効率よく進行するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、反応は、好ましくは反応系を撹拌状態に保ちながら、通常、20〜180℃、好ましくは40〜160℃の温度で行なわれる。また、反応時間は、他の反応条件や使用する原料などにより異なるが、通常、1〜48時間、好ましくは2〜24時間である。さらに、反応は、常圧下または減圧下いずれで行ってもよいが、設備面から、常圧下で行うことが望ましい。このような反応によって得られる生成物は、反応混合物に蒸留水を注加し、ジクロロメタン、ジクロロエタンまたは四塩化炭素等の抽出剤で抽出した後、有機層を抽出物から分離し、抽出剤を留去することにより得られる。さらに、この生成物を、必要であれば、メタノールまたはエタノール等で再結晶化することによって、結晶として得てもよい。 Further, the reaction conditions in the above reaction are not particularly limited as long as the reaction between the compound represented by R1H and PFBN proceeds efficiently, but for example, the reaction preferably puts the reaction system in a stirred state. While maintaining, it is usually carried out at a temperature of 20 to 180 ° C., preferably 40 to 160 ° C. The reaction time varies depending on other reaction conditions, raw materials used, and the like, but is usually 1 to 48 hours, preferably 2 to 24 hours. Further, the reaction may be carried out under normal pressure or reduced pressure, but it is desirable to carry out the reaction under normal pressure from the viewpoint of equipment. The product obtained by such a reaction is obtained by pouring distilled water into the reaction mixture, extracting with an extractant such as dichloromethane, dichloroethane or carbon tetrachloride, separating the organic layer from the extract, and retaining the extractant. Obtained by leaving. Further, the product may be obtained as crystals by recrystallization with methanol, ethanol or the like, if necessary.

このようにして合成された式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体は、上述したように、さらに式(VI−3)のジヒドロキシ化合物と塩基性触媒の存在下で重合に供されることによって、目的の式(VI)のフッ素化ポリエーテルが製造される。この際、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体は、上記したような抽出、再結晶化、クロマトグラフィーおよび蒸留等の精製工程を経た後使用されてもまたは精製工程を行なわずにそのまま使用してもよいが、次工程の収率などを考慮すると精製された後使用することが好ましい。 The tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) thus synthesized is further subjected to polymerization in the presence of the dihydroxy compound of the formula (VI-3) and a basic catalyst as described above. Produces a fluorinated polyether of the formula (VI) of interest. At this time, the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) may be used after undergoing purification steps such as extraction, recrystallization, chromatography and distillation as described above, or may be used as it is without any purification step. Although it may be used, it is preferable to use it after purification in consideration of the yield of the next step and the like.

上記反応において使用される式(VI−3)のジヒドロキシ化合物は、目的産物である式(VI)のフッ素化ポリエーテルの構造に従って選択される。好ましく使用される式(VI−3)のジヒドロキシ化合物としては、以下に示されるように、2,2−ビス(4−ビドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−へキサフルオロプロパン(以下、「6FBA」という)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル(以下、「DPE」という)、ハイドロキノン(以下、「HQ」という)、ビスフェノールA(以下、「BA」という)、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(以下、「HF」という)、フェノールフタレイン(以下、「PP」という)、9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(以下、「MHF」という)、1,4−ビス(ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(以下、「CHB」という)、および4,4’−ジヒドロキシビフェニル(以下、「BP」という)が挙げられる。 The dihydroxy compound of the formula (VI-3) used in the above reaction is selected according to the structure of the fluorinated polyether of the formula (VI) which is the target product. Preferred dihydroxy compounds of the formula (VI-3) include 2,2-bis (4-vidroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexa as shown below. Fluoropropane (hereinafter referred to as "6FBA"), 4,4'-dihydroxydiphenyl ether (hereinafter referred to as "DPE"), hydroquinone (hereinafter referred to as "HQ"), bisphenol A (hereinafter referred to as "BA"), 9, 9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene (hereinafter referred to as "HF"), phenolphthaline (hereinafter referred to as "PP"), 9,9-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) fluorene (hereinafter referred to as "PF"). "MHF"), 1,4-bis (hydroxyphenyl) cyclohexane (hereinafter "CHB"), and 4,4'-dihydroxybiphenyl (hereinafter "BP").

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上記反応において、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体および式(VI−3)のジヒドロキシ化合物は、それぞれ、単一の化合物として使用されてもあるいは2種以上の式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体および/または式(VI−3)のジヒドロキシ化合物の混合物の形態で使用されてもよいが、精製工程やポリマーの物性などを考慮すると、単一の化合物として使用されることが好ましい。なお、後者の場合には、使用される複数または単一の式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体のモル数の合計が、複数または単一の式(VI−3)のジヒドロキシ化合物のモル数の合計に等しいまたはほぼ等しいことが好ましいが、具体的には、式(VI−3)のジヒドロキシ化合物の使用量は、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体1モルに対して、0.1〜5モル、好ましくは1〜2モルである。 In the above reaction, the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) and the dihydroxy compound of the formula (VI-3) may be used as a single compound or two or more kinds of the formula (VI-2), respectively. It may be used in the form of a mixture of the tetrafluorobenzonitrile derivative of the above and / or the dihydroxy compound of the formula (VI-3), but it should be used as a single compound in consideration of the purification process and the physical properties of the polymer. Is preferable. In the latter case, the total number of moles of the tetrafluorobenzonitrile derivative of the plurality or single formula (VI-2) used is that of the dihydroxy compound of the plurality or single formula (VI-3). It is preferably equal to or approximately equal to the total number of moles, but specifically, the amount of the dihydroxy compound used in the formula (VI-3) is relative to 1 mole of the tetrafluorobenzonitrile derivative in the formula (VI-2). , 0.1 to 5 mol, preferably 1-2 mol.

上記反応は、有機溶剤中で行なわれてまたは無溶剤下で行なわれてもよいが、有機溶剤中に行われることが好ましい。前者の場合、使用できる有機溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、ニトロベンゼン、ニトロメタンおよびメタノール等の極性溶媒;並びにこれらの極性溶媒とトルエンやキシレン等の非極性溶媒との混合溶媒などが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。また、有機溶剤における式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体の濃度は、1〜50質量%、好ましくは5〜20質量%である。この際、トルエンや他の同様の溶剤を反応の初期段階に使用する際には、反応中に副生する水を、重合溶剤に関係なく、トルエンの共沸物として除去できる。 The above reaction may be carried out in an organic solvent or in the absence of a solvent, but is preferably carried out in an organic solvent. In the former case, the organic solvents that can be used include, for example, polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidinone, N, N-dimethylacetamide, acetonitrile, benzonitrile, nitrobenzene, nitromethane and methanol; and these polar solvents and toluene. And a mixed solvent with a non-polar solvent such as xylene. These organic solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more. The concentration of the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) in the organic solvent is 1 to 50% by mass, preferably 5 to 20% by mass. At this time, when toluene or other similar solvent is used in the initial stage of the reaction, water produced as a by-product during the reaction can be removed as an azeotropic product of toluene regardless of the polymerization solvent.

また、本発明において、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体および式(VI−3)のジヒドロキシ化合物の反応は、塩基性触媒の存在下で行なうことを必須とする。塩基性触媒は、式(VI−3)のジヒドロキシ化合物による重縮合反応を促進するよう、式(VI−3)のジヒドロキシ化合物をより反応性の高いアニオンに変える作用を有するものが好ましく、具体的には、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムまたはフッ化カリウムなどが挙げられる。また、塩基性触媒の使用量は、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体と式(VI−3)のジヒドロキシ化合物との反応が良好に進行できる量であれば特に制限されるものではないが、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体1モルに対して、通常、0.1〜5モル、好ましくは0.5〜2モルである。 Further, in the present invention, it is essential that the reaction of the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) and the dihydroxy compound of the formula (VI-3) is carried out in the presence of a basic catalyst. The basic catalyst preferably has an action of converting the dihydroxy compound of the formula (VI-3) into a more reactive anion so as to promote the polycondensation reaction by the dihydroxy compound of the formula (VI-3). Examples include potassium carbonate, calcium carbonate, potassium hydroxide, calcium hydroxide, potassium fluoride and the like. The amount of the basic catalyst used is not particularly limited as long as the reaction between the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) and the dihydroxy compound of the formula (VI-3) can proceed satisfactorily. However, it is usually 0.1 to 5 mol, preferably 0.5 to 2 mol, per 1 mol of the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2).

さらに、上記重合反応における反応条件は、式(VI−2)のテトラフルオロベンゾニトリル誘導体と式(VI−3)のジヒドロキシ化合物との反応が効率よく進行するものであれば特に制限されるものではないが、例えば、重合温度は、好ましくは200℃以下、より好ましくは20〜150℃、最も好ましくは40〜100℃である。このように低温度で反応することで、特別の設備を必要とすることなく、副反応を抑制し、ポリマーのゲル化を防止することができる。また、重合時間は、他の反応条件や使用する原料などにより異なるが、好ましくは、1〜48時間、より好ましくは2〜24時間である。さらに、重合反応は、常圧下または減圧下いずれで行ってもよいが、設備面から、常圧下で行うことが望ましい。 Further, the reaction conditions in the above polymerization reaction are not particularly limited as long as the reaction between the tetrafluorobenzonitrile derivative of the formula (VI-2) and the dihydroxy compound of the formula (VI-3) proceeds efficiently. However, for example, the polymerization temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 20 to 150 ° C., and most preferably 40 to 100 ° C. By reacting at such a low temperature, side reactions can be suppressed and gelation of the polymer can be prevented without requiring special equipment. The polymerization time varies depending on other reaction conditions, raw materials used, and the like, but is preferably 1 to 48 hours, more preferably 2 to 24 hours. Further, the polymerization reaction may be carried out under normal pressure or reduced pressure, but it is desirable to carry out the polymerization reaction under normal pressure from the viewpoint of equipment.

上記重合反応終了後は、反応溶液より蒸発等により溶媒の除去を行ない、必要により留出物を洗浄することによって、所望のポリマーが得られる。または、反応溶液をポリマーの溶解度が低い溶媒中に加えることにより、ポリマーを固体として沈殿させ、沈殿物を濾過により分離することによって、ポリマーを得てもよい。 After completion of the above-mentioned polymerization reaction, the solvent is removed from the reaction solution by evaporation or the like, and if necessary, the distillate is washed to obtain a desired polymer. Alternatively, the polymer may be obtained by precipitating the polymer as a solid by adding the reaction solution to a solvent with low solubility of the polymer and separating the precipitate by filtration.

(含フッ素ポリマーの性状)
本発明で用いられる含フッ素ポリマーのフッ素含有量は、例えば1〜60質量%、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜60質量%、さらに好ましくは15〜30質量%、特に好ましくは17〜19質量%以下である。なお、上記のフッ素含有量は、実施例に記載の方法により測定できる。
(Properties of fluoropolymer)
The fluorine content of the fluoropolymer used in the present invention is, for example, 1 to 60% by mass, preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 60% by mass, still more preferably 15 to 30% by mass, and particularly preferably. It is 17 to 19% by mass or less. The fluorine content can be measured by the method described in Examples.

基材の細胞培養面は、静的水接触角が75°以上であることが好ましく、より好ましくは80°超、更に好ましくは83°超であり、静的水接触角の上限は、例えば150°未満、好ましくは120°未満である。なお、上記の静的水接触角は、実施例に記載の方法で測定される値である。 The cell culture surface of the base material preferably has a static water contact angle of 75 ° or more, more preferably more than 80 °, still more preferably more than 83 °, and the upper limit of the static water contact angle is, for example, 150. Less than °, preferably less than 120 °. The static water contact angle is a value measured by the method described in Examples.

本発明で用いられる含フッ素ポリマーとしては、引張弾性率が2GPaを超えるものが好ましい。引張弾性率が1GPa以上の含フッ素ポリマーを用いることにより、ニューロスフィアの保持性が一層向上する。含フッ素ポリマーの引張弾性率は、より好ましくは2GPa超であり、さらに好ましくは2.3GPa以上である。引張弾性率の上限は特に制限されないが、現実的には、例えば6GPa以下であり、好ましくは4GPa以下であり、より好ましくは3.4GPa未満であり、更に好ましくは3GPa以下である。好ましい一実施形態では、引張弾性率が2GPa超3.4GPa未満の含フッ素ポリマーが用いられる。含フッ素ポリマーの引張弾性率は、任意の手段により制御することができる。例えば、ポリマー主鎖にエーテル結合が多く存在すると、柔軟な構造になり得る。したがって、材料の選択や重合度を低くするなどの手法により、ポリマー1分子当たりの、エーテル結合等の分子に柔軟性を与える基の数を少なくすることで、引張弾性率を高くすることができる。あるいは、例えば含フッ素ポリイミドであれば、イミド化反応の条件(例えば、焼成温度を高くすることにより、引張弾性率を高くすることができる。)を適宜設定することにより引張弾性率を制御することができる。なお、上記の引張弾性率は、実施例に記載の方法で測定される値である。 The fluoropolymer used in the present invention preferably has a tensile elastic modulus of more than 2 GPa. By using a fluoropolymer having a tensile elastic modulus of 1 GPa or more, the retention of neurospheres is further improved. The tensile elastic modulus of the fluoropolymer is more preferably more than 2 GPa, still more preferably 2.3 GPa or more. The upper limit of the tensile elastic modulus is not particularly limited, but in reality, it is, for example, 6 GPa or less, preferably 4 GPa or less, more preferably less than 3.4 GPa, and further preferably 3 GPa or less. In a preferred embodiment, a fluoropolymer having a tensile modulus of more than 2 GPa and less than 3.4 GPa is used. The tensile elastic modulus of the fluoropolymer can be controlled by any means. For example, the presence of many ether bonds in the polymer backbone can result in a flexible structure. Therefore, the tensile elastic modulus can be increased by reducing the number of groups that give flexibility to the molecule such as ether bond per molecule of the polymer by selecting a material or lowering the degree of polymerization. .. Alternatively, in the case of fluorine-containing polyimide, for example, the tensile elastic modulus can be controlled by appropriately setting the conditions for the imidization reaction (for example, the tensile elastic modulus can be increased by raising the firing temperature). Can be done. The tensile elastic modulus is a value measured by the method described in the examples.

含フッ素ポリマーの重量平均分子量は、例えば、5,000〜2,000,000、好ましくは8,000〜1,000,000であり、より好ましくは10,000〜500,000であり、更に好ましくは100,000以上300,000未満である。なお、本明細書において、ポリマーの重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定された値である。 The weight average molecular weight of the fluoropolymer is, for example, 5,000 to 2,000,000, preferably 8,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000, and even more preferably. Is 100,000 or more and less than 300,000. In this specification, the weight average molecular weight of the polymer is a value measured by the method described in Examples.

培養に用いる培養容器は、細胞接着面が含フッ素ポリマー基材により構成されるものであれば特に制限されない。細胞培養用容器は、含フッ素ポリマー基材と他の部材とが組み合わされて構成されていてもよいし、含フッ素ポリマー基材と他の部材とが一体化されて構成されていてもよいし、含フッ素ポリマー基材のみにより構成されていてもよい。含フッ素ポリマー基材がフィルム状等の柔軟な基材である場合は、剛性を有する適当な支持部材と組みあわせて形成してもよい。支持部材を構成する材料としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、硼硅酸ガラスなどの無機ガラス;カーボン;シリコン等の金属;ポリエチレン、ポリプロピレン、環状オレフィン等のポリオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂;ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂;エポキシ樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、ポリカーボネート樹脂、ビニルエーテル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリアリールエーテル、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアリールエーテルケトン、フェノール樹脂、ポリエーテルニトリル(PEN)、石英等が例示できる。細胞培養用容器は、細胞接着面が含フッ素ポリマー基材を備えていればよく、全体としてどのような形状であってもよい。例えば、シングル若しくはマルチウェルプレートなどの培養用のプレート、シャーレ、ディッシュ、フラスコ、またはバッグ等の各種容器の形状であることができる。細胞培養用容器はまた、大量培養装置や潅流培養装置などの培養装置における細胞培養用容器の形態であってもよい。 The culture vessel used for culturing is not particularly limited as long as the cell adhesion surface is composed of a fluoropolymer base material. The cell culture container may be configured by combining a fluoropolymer base material and other members, or may be configured by integrating the fluoropolymer base material and other members. , It may be composed of only a fluoropolymer base material. When the fluoropolymer-containing polymer base material is a flexible base material such as a film, it may be formed in combination with an appropriate support member having rigidity. Examples of the material constituting the support member include inorganic glass such as soda glass, non-alkali glass, and boronic acid glass; carbon; metal such as silicon; polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, and cyclic olefin; polyethylene terephthalate (PET). Polypropylene resin such as; Acrylic resin such as polymethyl methacrylate; Epoxy resin; Polyvinyl chloride, Polyvinylene sulfide, Polystyrene resin, Polyvinyl acetate, ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, Polycarbonate resin, Vinyl ether, Polyacetal, etc. Examples thereof include polyphenylene ether (PPE), polyaryl ether, polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketone (PEEK), polyaryl ether ketone, phenol resin, polyether nitrile (PEN), and quartz. The cell culture container may have any shape as a whole as long as the cell adhesion surface is provided with a fluoropolymer base material. For example, it can be in the form of a culture plate such as a single or multi-well plate, or various containers such as a petri dish, dish, flask, or bag. The cell culture container may also be in the form of a cell culture container in a culture device such as a mass culture device or a perfusion culture device.

(神経幹細胞)
本明細書において、神経幹細胞とは、神経細胞およびグリア細胞(例えば、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなど)への分化能を有し、増殖能(自己複製能力)を有する細胞である。神経幹細胞が由来する生物種は特に制限されず、ヒトおよび非ヒト動物由来の各種細胞を用いることができる。細胞が由来する生物種としては、例えば、ヒト、アカゲザル、ミドリザル、カニクイザル、チンパンジー、タマリンおよびマーモセット等の霊長類、マウス、ラット、ハムスターおよびモルモット等の齧歯類、イヌ、ネコ、ウサギ、ブタ、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、ニワトリ、ウズラ、ミンク、ツパイ、アフリカツメガエル、ならびにゼブラフィッシュ等が例示できる。神経幹細胞はまた、生体から採取したものであってもよく、あるいは全能性細胞、または人工多能性幹細胞(Induced pluripotent stem cells:iPS細胞)もしくは胚性幹細胞(Embryonic stem cells:ES細胞)等の多能性細胞を国際公開第2011/108766号等に記載の手法により神経幹細胞に分化誘導したものであってもよい。全能性細胞や多能性細胞の神経幹細胞への分化誘導を、本発明に係る含フッ素ポリマー基材上で行ってもよい。
(Neural stem cells)
As used herein, a neural stem cell is a cell that has the ability to differentiate into nerve cells and glial cells (for example, astrocytes, oligodendrocytes, etc.) and has a proliferative ability (self-renewal ability). The species from which the neural stem cells are derived is not particularly limited, and various cells derived from humans and non-human animals can be used. Species from which the cells are derived include, for example, primates such as humans, rhesus monkeys, green monkeys, cynomolgus monkeys, chimpanzees, tamarins and marmosets, rodents such as mice, rats, hamsters and guinea pigs, dogs, cats, rabbits and pigs. Examples thereof include cows, goats, sheep, horses, chickens, quail, mink, tupai, Xenopus laevis, and zebra fish. Neural stem cells may also be collected from living organisms, or may be pluripotent cells, induced pluripotent stem cells (iPS cells), embryonic stem cells (ES cells), or the like. The pluripotent cells may be induced to differentiate into neural stem cells by the method described in International Publication No. 2011/108766 and the like. Induction of differentiation of totipotent cells and pluripotent cells into neural stem cells may be carried out on the fluoropolymer base material according to the present invention.

神経幹細胞を生体組織から回収して用いる場合、その由来する組織も特に限定されず、中枢神経系組織および抹消神経系組織のいずれであってもよいが、例えば脳由来の神経幹細胞が好適に用いられうる。 When neural stem cells are recovered from living tissue and used, the tissue from which they are derived is not particularly limited and may be either central nervous system tissue or peripheral nervous system tissue, but for example, neural stem cells derived from the brain are preferably used. Can be done.

本明細書において、ニューロスフィアとは、神経幹細胞を含む細胞凝集塊である。形成されるニューロスフィアの大きさ(分化誘導前のニューロスフィアの大きさ)は、例えば直径が10〜1000μm、好ましくは50〜500μm、より好ましくは100〜200μmである。なお、上記のニューロスフィアの大きさは、光学顕微鏡にて観察した10個以上のニューロスフィアについての平均値である。 As used herein, a neurosphere is a cell aggregate containing neural stem cells. The size of the neurosphere formed (the size of the neurosphere before differentiation induction) is, for example, 10 to 1000 μm in diameter, preferably 50 to 500 μm, and more preferably 100 to 200 μm. The size of the above neurospheres is an average value for 10 or more neurospheres observed with an optical microscope.

従来の浮遊培養にてニューロスフィアを形成した場合、培地中を漂うニューロスフィア同士の会合により、過剰に大きなニューロスフィアが形成される場合があった。この場合、ニューロスフィア中央部に存在する細胞が壊死するおそれがある。このため、過剰に大きなニューロスフィアが形成されることを防止するためには、従来は直径400μm程度の微小なウェル内で浮遊培養を行うなどの対応がとられてきた。一方、本発明によれば、ニューロスフィアが基材に保持されているため、浮遊によるニューロスフィア同士の会合が効果的に抑制され得る。これにより、微小なウェル内での培養のような操作性に劣る手段を必要とせずとも、ニューロスフィアが過剰に大きくなることを有効に防止し得る。 When neurospheres were formed by conventional suspension culture, excessively large neurospheres were sometimes formed due to the association of neurospheres floating in the medium. In this case, the cells present in the central part of the neurosphere may become necrotic. Therefore, in order to prevent the formation of an excessively large neurosphere, conventional measures such as suspension culture in a minute well having a diameter of about 400 μm have been taken. On the other hand, according to the present invention, since the neurospheres are held on the base material, the association of the neurospheres due to floating can be effectively suppressed. Thereby, it is possible to effectively prevent the neurosphere from becoming excessively large without requiring a means having poor operability such as culturing in a minute well.

なお、本発明においては、少なくとも神経幹細胞を含む細胞を含フッ素ポリマー基材上で培養すればよい。すなわち、本発明の目的効果が阻害されない程度において、ニューロスフィアにおける神経幹細胞以外の他の細胞(例えば、神経前駆細胞やグリア芽細胞等)の存在は許容される。本発明においては、神経幹細胞を、神経幹細胞以外の細胞(例えば、iPS細胞やES細胞のような多能性細胞;間葉系幹細胞、造血幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞等の多分化能を有する細胞;各種前駆細胞および幹細胞を含む、脂肪細胞、肝細胞、腎細胞、膵臓細胞、乳腺細胞、内皮細胞、上皮細胞、平滑筋細胞、筋芽細胞、心筋細胞、樹状細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨細胞、線維芽細胞、各種血液系細胞、網膜細胞、角膜由来細胞、生殖腺由来細胞、各種線細胞;各種癌細胞など)の存在下でニューロスフィアの形成を行ってもよい。神経幹細胞以外の他の細胞は、神経幹細胞と同一の組織に由来するものであってもよく、他の組織に由来するものであってもよい。 In the present invention, cells containing at least neural stem cells may be cultured on a fluoropolymer base material. That is, the presence of cells other than neural stem cells (for example, neural progenitor cells, glial blast cells, etc.) in the neurosphere is permitted to the extent that the intended effect of the present invention is not impaired. In the present invention, nerve stem cells have pluripotency such as cells other than nerve stem cells (for example, pluripotent cells such as iPS cells and ES cells; mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, hepatic stem cells, pancreatic stem cells and the like). Cells; fat cells, hepatocytes, kidney cells, pancreatic cells, mammary cells, endothelial cells, epithelial cells, smooth muscle cells, myoblasts, myocardial cells, dendritic cells, chondrocytes, bones, including various precursor cells and stem cells Neurosphere formation in the presence of blast cells, osteoclasts, bone cells, fibroblasts, various bloodline cells, retinal cells, corneal-derived cells, gonad-derived cells, various stem cells; various cancer cells, etc. May be good. The cells other than the neural stem cells may be derived from the same tissue as the neural stem cells, or may be derived from other tissues.

神経幹細胞の培養に用いる基礎培地としては、神経幹細胞の培養に通常用いられる従来公知のものが採用でき、特に制限されるものではない。例えば、基礎培地としては、イーグル最小必須培地(E−MEM)、ダルベッコ改変イーグル培地(D−MEM)、α−MEM、グラスゴーMEM(G−MEM)、IMDM、RPMI1640、HAM’sF−10培地(F−10)、HAM’sF−12培地(F−12)、MCDB培地、ウィリアムス培地E、Neurobasal培地、Neural Progenitor Basal培地、NS−A培地等が挙げられる。基礎培地として、例えばD−MEM/F−12のような、上記培地を任意の割合で混合した混合培地を用いてもよい。さらに、必要に応じて、成長因子、抗生物質、脂質、ホルモン(例えば、インスリン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、β−エストラジオール、プロゲステロン等)、鉄源(例えば、トランスフェリン等)、有機酸(例えば、ピルビン酸等)、アミノ酸(例えば、L−グルタミン酸、非必須アミノ酸等)、糖(例えば、グルコース、ヘパリン等)、ビタミン(例えば、アスコルビン酸、ビオチン等)、塩類(例えば、亜セレン酸ナトリウム等)、還元剤(例えば、2−メルカプトエタノール等)、エタノールアミン、血清蛋白質(例えば、アルブミン等)、緩衝剤(例えば、HEPES等)、細胞培養用各種サプリメント(例えば、N2−サプリメント、ITS−サプリメント、GlutaMAX−Iサプリメント等)、BMP阻害剤(例えば、Noggin等)などの添加剤を添加した培地を使用してもよい。 As the basal medium used for culturing neural stem cells, a conventionally known medium usually used for culturing neural stem cells can be adopted, and is not particularly limited. For example, as the basal medium, Eagle's minimum essential medium (E-MEM), Dalveco modified Eagle medium (D-MEM), α-MEM, Glasgow MEM (G-MEM), IMDM, RPMI1640, HAM's F-10 medium ( Examples thereof include F-10), HAM's F-12 medium (F-12), MCDB medium, Williams medium E, Neurobasal medium, Natural Projector Basic medium, NS-A medium and the like. As the basal medium, a mixed medium such as D-MEM / F-12 in which the above-mentioned medium is mixed at an arbitrary ratio may be used. In addition, if necessary, growth factors, antibiotics, lipids, hormones (eg, insulin, dexamethasone, hydrocortisone, β-estradiol, progesterone, etc.), iron sources (eg, transferrin, etc.), organic acids (eg, pyruvate, etc.), etc. ), Amino acids (eg, L-glutamic acid, non-essential amino acids, etc.), sugars (eg, glucose, heparin, etc.), vitamins (eg, ascorbic acid, biotin, etc.), salts (eg, sodium selenate, etc.), reducing agents. (For example, 2-mercaptoethanol, etc.), ethanolamine, serum protein (for example, albumin, etc.), buffer (for example, HEPES, etc.), various supplements for cell culture (for example, N2-supplement, ITS-supplement, GlutaMAX-I) You may use a medium to which an additive such as a supplement (such as a supplement) and a BMP inhibitor (for example, Noggin etc.) is added.

培地に添加する成長因子としては、神経幹細胞の増殖を促進し、分化を誘導しない濃度での使用が可能なものであれば特に限定されない。細胞増殖性の観点から、神経幹細胞の培養を、EGF(上皮成長因子)、bFGF(塩基性線維芽細胞増殖因子)、HGF(肝細胞増殖因子)、およびLIF(白血病阻止因子)からなる群から選択される成長因子の1つ以上の存在下で行うことが好ましい。これらの成長因子の添加量は細胞密度等により適宜調整すればよいが、例えば、培地中、各成長因子の濃度が1〜100ng/mlであり、好ましくは10〜40ng/mlである。 The growth factor added to the medium is not particularly limited as long as it can be used at a concentration that promotes the proliferation of neural stem cells and does not induce differentiation. From the viewpoint of cell proliferation, the culture of nerve stem cells is composed of a group consisting of EGF (epidermal growth factor), bFGF (basic fibroblast growth factor), HGF (hepatocyte growth factor), and LIF (leukemia inhibitor). It is preferably carried out in the presence of one or more of the growth factors of choice. The amount of these growth factors added may be appropriately adjusted depending on the cell density and the like. For example, the concentration of each growth factor in the medium is 1 to 100 ng / ml, preferably 10 to 40 ng / ml.

本発明では、分化誘導が効果的に抑制されるという観点から、神経幹細胞の培養を、無血清培地で行うことが好ましい。本明細書において無血清培地とは、無調整または未精製の血清を含まない基礎培地を意味し、精製された血液由来成分や動物組織由来成分(例えば、成長因子)が混入している培地は無血清培地に該当するものとする。特に、増殖性の観点から、神経幹細胞の培養に用いる培地は、N2−サプリメント(Bottenstein, J. et al.: Methods Enzymol., 58,94(1979))を含む無血清培地であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable to culture neural stem cells in a serum-free medium from the viewpoint that differentiation induction is effectively suppressed. In the present specification, the serum-free medium means a basal medium containing no prepared or unpurified serum, and a medium containing purified blood-derived components or animal tissue-derived components (for example, growth factors) is used. It shall correspond to a serum-free medium. In particular, from the viewpoint of proliferation, the medium used for culturing neural stem cells is preferably a serum-free medium containing an N2-supplement (Bottenstain, J. et al .: Methods Enzymol., 58, 94 (1979)). ..

以下、一具体例として、神経幹細胞の培養に用いる好適な培地の組成を示す:
D−MEM/F−12混合培地
10〜40ng/ml EGF
10〜40ng/ml bFGF
1〜50μg/ml ヘパリン
0.5〜4%(v/v) N−2サプリメント。
Hereinafter, as a specific example, the composition of a suitable medium used for culturing neural stem cells is shown:
D-MEM / F-12 mixed medium 10-40 ng / ml EGF
10-40 ng / ml bFGF
1-50 μg / ml Heparin 0.5-4% (v / v) N-2 supplement.

含フッ素ポリマー基材上での神経幹細胞の培養開始時の細胞密度(神経幹細胞およびその他の細胞を含む細胞全体の密度)は、例えば1×10〜1×10細胞/cmであり、好ましくは1×10〜5×10細胞/cmである。 The cell density (density of the entire cell including neural stem cells and other cells) at the start of culturing of neural stem cells on a fluoropolymer-containing polymer substrate is, for example, 1 × 10 2 to 1 × 10 6 cells / cm 2 . It is preferably 1 × 10 3 to 5 × 10 5 cells / cm 2 .

培養条件も特に制限されず、本技術分野において通常用いられる条件にて行う。例えば、培養条件は、1〜10%(v/v)、好ましくは約5%(v/v)のCO雰囲気下、25〜40℃程度、好ましくは32〜38℃で、所望のサイズのニューロスフィアが形成されるまで(例えば、3〜15日程度)行う。培地は、2〜5日一度のペースで交換することが好ましい。培地交換は全量交換でもよいし、部分的な交換(例えば、半量交換)でもよい。 The culture conditions are not particularly limited, and the culture is carried out under the conditions usually used in the present technical field. For example, the culture conditions are about 25 to 40 ° C., preferably 32 to 38 ° C. under a CO 2 atmosphere of 1 to 10% (v / v), preferably about 5% (v / v), and the desired size. This is done until a neurosphere is formed (for example, about 3 to 15 days). The medium is preferably changed at a pace of once every 2 to 5 days. The medium exchange may be a full exchange or a partial exchange (for example, a half exchange).

形成された細胞凝集塊中に未分化の神経幹細胞が存在することは、神経幹細胞の遺伝子やタンパク質の分子マーカーの発現によって確認することができる。かような神経幹細胞の分子マーカーとしては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ネスチン等の中間径フィラメントなどの分子マーカーを、必要に応じて複数組み合わせて測定すればよい。分子マーカーの測定は、遺伝子であればPCR(例えば、定量PCR)やノーザンブロッティング等、タンパク質であればELISA法や免疫染色法等、従来公知の手段で行えばよい。 The presence of undifferentiated neural stem cells in the formed cell aggregates can be confirmed by the expression of molecular markers of neural stem cell genes and proteins. As the molecular marker of such neural stem cells, conventionally known ones can be used, and for example, a plurality of molecular markers such as intermediate filaments such as nestin may be measured in combination as needed. The molecular marker may be measured by conventionally known means such as PCR (for example, quantitative PCR) or Northern blotting for genes, and ELISA method or immunostaining method for proteins.

<ニューロスフェロイドの形成方法>
本発明の一側面では、上記の神経幹細胞の培養方法によりニューロスフィアを形成すること、および前記基材に前記ニューロスフィアを保持した状態で、前記神経幹細胞の分化を誘導すること、を含むニューロスフェロイドの形成方法が提供される。ニューロスフィアの形成を介してニューロスフェロイドを形成することにより、任意の大きさ、形状で三次元的なネットワークが形成されたニューロスフェロイドとすることができる。特に、含フッ素ポリマー上に保持したニューロスフィアに対して誘導剤を用いた誘導処理を行うと、誘導剤に対して細胞が高感度に応答し、分化が強く誘導されうる。
<Method of forming neurospheroids>
One aspect of the present invention comprises forming a neural stem cell by the method for culturing a neural stem cell, and inducing differentiation of the neural stem cell while holding the neural stem cell on the substrate. A method of forming is provided. By forming a neurospheroid through the formation of a neurosphere, it is possible to obtain a neurospheroid in which a three-dimensional network is formed with an arbitrary size and shape. In particular, when the induction treatment using an inducer is performed on the neurosphere retained on the fluoropolymer, the cells respond with high sensitivity to the inducer, and differentiation can be strongly induced.

なお、ニューロスフェロイドとは、神経細胞、グリア細胞(例えば、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなど)および/またはこれらの前駆細胞を含む、複数の細胞によって形成される凝集塊である。ニューロスフェロイドは神経幹細胞のような未分化細胞や、神経系以外の組織の細胞(例えば、iPS細胞やES細胞のような多能性細胞;間葉系幹細胞、造血幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞等の多分化能を有する細胞;各種前駆細胞および幹細胞を含む、脂肪細胞、肝細胞、腎細胞、膵臓細胞、乳腺細胞、内皮細胞、上皮細胞、平滑筋細胞、筋芽細胞、心筋細胞、樹状細胞、軟骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨細胞、線維芽細胞、各種血液系細胞、網膜細胞、角膜由来細胞、生殖腺由来細胞、各種線細胞;各種癌細胞等の細胞等)を含んでいてもよい。ニューロスフェロイドは神経細胞およびグリア細胞のいずれを含んでいてもよく、両者を含んでいてもよい。一実施形態では神経細胞を含むニューロスフェロイドが提供され、別の実施形態ではグリア細胞を含むニューロスフェロイドが提供される。ニューロスフェロイドの形状や大きさは特に制限されず、用途や使用目的等に応じて適宜設定できるが、例えば直径(神経突起を含まない)が10〜1000μm、好ましくは50〜500μm、より好ましくは100〜200μmである。なお、上記のニューロスフェロイドの大きさは、光学顕微鏡にて観察した10個以上のニューロスフェロイドについての平均値である。 The neurospheroid is an aggregate formed by a plurality of cells including nerve cells, glial cells (for example, astrocytes, oligodendrocytes, etc.) and / or progenitor cells thereof. Neurospheroids are undifferentiated cells such as neural stem cells and cells of tissues other than the nervous system (for example, pluripotent cells such as iPS cells and ES cells; mesenchymal stem cells, hematopoietic stem cells, hepatic stem cells, pancreatic stem cells, etc. Pluripotent cells; including various precursor cells and stem cells, fat cells, hepatocellular cells, renal cells, pancreatic cells, mammary gland cells, endothelial cells, epithelial cells, smooth muscle cells, myoblasts, myocardial cells, dendritic cells Includes cells, cartilage cells, osteoblasts, osteoblasts, bone cells, fibroblasts, various blood lineage cells, retinal cells, corneal-derived cells, gonad-derived cells, various line cells; cells such as various cancer cells, etc.) You may be. Neurospheroids may contain either nerve cells or glial cells, or both. In one embodiment, a neurospheroid containing nerve cells is provided, and in another embodiment, a neurospheroid containing glial cells is provided. The shape and size of the neurospheroid are not particularly limited and can be appropriately set according to the intended use and purpose of use. For example, the diameter (excluding neurites) is 10 to 1000 μm, preferably 50 to 500 μm, and more preferably 100. It is ~ 200 μm. The size of the above neurospheroids is an average value for 10 or more neurospheroids observed with an optical microscope.

神経幹細胞の分化誘導は、通常、誘導剤(分化誘導剤)を含む培地での培養によって行う。誘導剤を適宜選択することにより、所望の細胞を高い選択性で得ることが可能である。神経幹細胞の分化誘導に用いる基礎培地は、特に制限されるものではないが、例えばイーグル細小必須培地(E−MEM)、ダルベッコ改変イーグル培地(D−MEM)、α−MEM、グラスゴーMEM(G−MEM)、IMDM、RPMI1640、HAM’sF−10培地(F−10)、HAM’sF−12培地(F−12)、MCDB培地、ウィリアムス培地E、Neurobasal培地、Neural Progenitor Basal培地、NS−A培地等が挙げられる。基礎培地として、例えばD−MEM/F−12のような、上記培地を任意の割合で混合した混合培地を用いてもよい。さらに、必要に応じて、成長因子(例えば、EGF、FGF(例えば、bFGF)、IGF、HGF、TGF−β等)、抗生物質、脂質、ホルモン(例えば、インスリン、デキサメタゾン、ヒドロコルチゾン、β−エストラジオール、プロゲステロン等)、鉄源(例えば、トランスフェリン等)、有機酸(例えば、ピルビン酸等)、アミノ酸(例えば、L−グルタミン酸、非必須アミノ酸等)、糖(例えば、グルコース、ヘパリン等)、ビタミン(例えば、アスコルビン酸、ビオチン等)、塩類(例えば、亜セレン酸ナトリウム等)、還元剤(例えば、2−メルカプトエタノール等)、エタノールアミン、血清蛋白質(例えば、アルブミン等)、緩衝剤(例えば、HEPES等)、細胞培養用各種サプリメント(例えば、N2−サプリメント、ITS−サプリメント、GlutaMAX−Iサプリメント等)などの添加剤を添加した培地を使用してもよい。 Neural stem cell differentiation induction is usually carried out by culturing in a medium containing an inducer (differentiation inducer). By appropriately selecting the inducer, it is possible to obtain desired cells with high selectivity. The basal medium used for inducing differentiation of nerve stem cells is not particularly limited, but is, for example, Eagle's Small Essential Medium (E-MEM), Dalbecco Modified Eagle's Medium (D-MEM), α-MEM, and Glasgow MEM (G-MEM). MEM), IMDM, RPMI1640, HAM's F-10 medium (F-10), HAM's F-12 medium (F-12), MCDB medium, Williams medium E, Neurobasal medium, Natural Projector Basic medium, NS-A medium. And so on. As the basal medium, a mixed medium such as D-MEM / F-12 in which the above-mentioned medium is mixed at an arbitrary ratio may be used. In addition, if desired, growth factors (eg, EGF, FGF (eg, bFGF), IGF, HGF, TGF-β, etc.), antibiotics, lipids, hormones (eg, insulin, dexamethasone, hydrocortisone, β-estradiol, etc.), Progesterone, etc.), iron sources (eg, transferrin, etc.), organic acids (eg, pyruvate, etc.), amino acids (eg, L-glutamic acid, non-essential amino acids, etc.), sugars (eg, glucose, heparin, etc.), vitamins (eg, glucose, heparin, etc.) , Ascorbic acid, biotin, etc.), salts (eg, sodium selenate, etc.), reducing agents (eg, 2-mercaptoethanol, etc.), ethanolamine, serum proteins (eg, albumin, etc.), buffers (eg, HEPES, etc.) ), Various supplements for cell culture (for example, N2-supplement, ITS-supplement, GlutaMAX-I supplement, etc.) may be added to the medium.

誘導剤(分化誘導剤)としては、従来公知のものを適宜選択して用いることができる。より具体的には、神経幹細胞の分化誘導を、例えば、血清(例えば、ウシ胎児血清、仔ウシ血清、ウマ血清、ブタ血清、ヤギ血清、ヒツジ血清、ウサギ血清、イヌ血清のような動物血清)、B27−サプリメント、SM−Neuronalサプリメント、レチノイン酸およびその誘導体(例えば、レチノイン酸、レチノール、レチナール、3−デヒドロレチノイン酸、3−デヒドロレチノール、3−デヒドロレチナール、AM580(4−[[(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチル−2−ナフタレニル)カルボニル]アミノ]−安息香酸)、TTNPB(4−[(1E)−2−(5,6,7,8−テトラヒドロ−5,5,8,8−テトラメチル−2−ナフタレニル)−1−プロペン−1−イル]−安息香酸)、パルミチン酸レチノール等)、NGF(神経成長因子)、LIF(白血病阻止因子)、GDNF(グリア細胞由来神経栄養因子)、CNTF(毛様体神経栄養因子)、BDNF(脳由来神経栄養因子)、NT−3(ニューロトロフィン−3)、BMP2(骨形成タンパク質−2)、BMP4(骨形成タンパク質−4)、ならびにSHH(ソニック・ヘッジホッグ)からなる群から選択される1種以上を含む培地での培養によって行う。誘導剤(分化誘導剤)は1種を単独でまたは2種以上を混合して用いてもよく、分化の進行程度に応じて組成を適宜変更してもよい。神経細胞への分化誘導方法としては、神経幹細胞の分化誘導をB27−サプリメント(Brewer, G.J. et al.: J. Neurosci. Res., 35,567(1993))を含む培地での培養によって行うことがより好ましく、B27−サプリメントを含むNeurobasal培地培地での培養によって行うことが更に好ましい。詳細なメカニズムは不明であるものの、含フッ素ポリマーを基材として用いた場合、浮遊培養の場合と比べて誘導剤による分化シグナルの応答性が向上し、特にB27−サプリメントを用いることで、分化シグナルの応答性が特に顕著に向上する。B27−サプリメントの添加量は、培地中、例えば1〜4%(v/v)である。 As the inducer (differentiation inducer), conventionally known inducers can be appropriately selected and used. More specifically, the induction of neurostem cell differentiation is described, for example, in serum (eg, animal serum such as bovine fetal serum, calf serum, horse serum, pig serum, goat serum, sheep serum, rabbit serum, dog serum). , B27-supplement, SM-Neuronal supplement, retinoic acid and its derivatives (eg, retinoic acid, retinol, retinal, 3-dehydroretinoic acid, 3-dehydroretinol, 3-dehydroretinal, AM580 (4-[[(5,5) 6,7,8-Tetrahydro-5,5,8,8-Tetramethyl-2-naphthalenyl) carbonyl] amino] -benzoic acid), TTNPB (4-[(1E) -2- (5,6,7,) 8-Tetrahydro-5,5,8,8-Tetramethyl-2-naphthalenyl) -1-propen-1-yl] -benzoic acid), retinol palmitate, etc.), NGF (nerve growth factor), LIF (prevention of leukemia) Factor), GDNF (Glia cell-derived neurotrophic factor), CNTF (hairy neurotrophic factor), BDNF (brain-derived neurotrophic factor), NT-3 (neurotrophin-3), BMP2 (bone-forming protein-2) ), BMP4 (bone-forming protein-4), and SHH (Sonic Hedgehog) by culturing in a medium containing one or more selected from the group. The inducer (differentiation inducer) may be used alone or in combination of two or more, and the composition may be appropriately changed according to the degree of progress of differentiation. As a method for inducing differentiation into nerve cells, the differentiation induction of neural stem cells is cultured in a medium containing a B27-supplement (Brewer, GJ et al .: J. Neurosci. Res., 35,567 (1993)). It is more preferable to carry out by culturing in a Neurobasal medium containing a B27-supplement. Although the detailed mechanism is unknown, when a fluoropolymer is used as a base material, the responsiveness of the differentiation signal by the inducer is improved as compared with the case of suspension culture, and the differentiation signal is particularly improved by using B27-supplement. The responsiveness of is particularly significantly improved. The amount of B27-supplement added is, for example, 1 to 4% (v / v) in the medium.

培養条件も特に制限されず、本技術分野において通常用いられる条件にて行う。例えば、培養条件は、1〜10%(v/v)、好ましくは約5%(v/v)のCO雰囲気下、25〜40℃程度、好ましくは32〜38℃で、所望のサイズのニューロスフィアが形成されるまで(例えば、1〜20日程度)行う。培地は、1〜5日一度のペースで交換することが好ましい。培地交換は全量交換でもよいし、部分的な交換(例えば、半量交換)でもよい。 The culture conditions are not particularly limited, and the culture is carried out under the conditions usually used in the present technical field. For example, the culture conditions are about 25 to 40 ° C., preferably 32 to 38 ° C. under a CO 2 atmosphere of 1 to 10% (v / v), preferably about 5% (v / v), and the desired size. This is done until a neurosphere is formed (for example, about 1 to 20 days). The medium is preferably changed once every 1 to 5 days. The medium exchange may be a full exchange or a partial exchange (for example, a half exchange).

神経幹細胞の分化もまた、遺伝子、タンパク質、糖等の分子マーカーの発現によって確認することができる。かような分化マーカーとしては従来公知のものを適宜選択して使用することができ、例えば、PSA−NCAM(ポリシアル酸神経接着分子)、βチューブリン−3、NeuN、GFAP(グリア細胞線維性酸性タンパク質)、PLP(プロテオリピッドタンパク質)、MBP(ミエリン塩基性タンパク質)等の分子マーカーを、必要に応じて適宜組み合わせて測定すればよい。分子マーカーの測定もまた、遺伝子であればPCR(例えば、定量PCR)やノーザンブロッティング等、タンパク質であればELISA法や免疫染色法等、従来公知の手段が採用されうる。 Neural stem cell differentiation can also be confirmed by expression of molecular markers such as genes, proteins and sugars. As such a differentiation marker, conventionally known ones can be appropriately selected and used, and for example, PSA-NCAM (polysialic acid nerve adhesion molecule), β-tubulin-3, NeuN, GFAP (glial cell fibrous acidity) can be used. Molecular markers such as protein), PLP (proteolipid protein), and MBP (myelin basic protein) may be appropriately combined and measured as necessary. For the measurement of molecular markers, conventionally known means such as PCR (for example, quantitative PCR) and Northern blotting for genes and ELISA method and immunostaining method for proteins can be adopted.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。 The effects of the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
(フッ素含有量の測定方法)
元素分析装置(ジェイサイエンス製:マイクロコーダー JM−10)により、含フッ素ポリマーフィルム中のフッ素含有量の定量を行った。
<Example 1>
(Measuring method of fluorine content)
The fluorine content in the fluoropolymer film was quantified by an elemental analyzer (manufactured by J-Science: Microcoder JM-10).

(重量平均分子量の測定)
装置:東ソー株式会社製HCL−8220GPC
カラム:TSKgel Super AWM−H
溶離液(LiBr・H0、リン酸入りNMP) :0.01モル/L
測定方法:0.5重量%の溶液を溶離液で作製し、ポリスチレンで作製した検量線をもとに分子量を算出した。
(Measurement of weight average molecular weight)
Equipment: HCL-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: TSKgel Super AWM-H
Eluent (LiBr · H 2 0, phosphoric acid containing NMP): 0.01 mol / L
Measurement method: A 0.5% by weight solution was prepared with an eluent, and the molecular weight was calculated based on a calibration curve prepared with polystyrene.

(静的水接触角の測定)
装置:自動接触角計(協和界面科学製:DM−500)
測定方法:フィルム上に2μlの水を滴下した直後の液滴の付着角度を測定した(測定温度:25℃)。
(Measurement of static water contact angle)
Equipment: Automatic contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science: DM-500)
Measuring method: The adhesion angle of the droplet immediately after dropping 2 μl of water on the film was measured (measurement temperature: 25 ° C.).

(動的粘弾性測定方法)
装置:動的粘弾性(ティー・エイ・インスツルメント社製:RSA G2)
測定方法:厚さ40μmのフィルムを5mm×40mmの短冊状に切り出し、25℃での伸びと応力を測定し、引張弾性率を算出した。
(Dynamic viscoelasticity measurement method)
Device: Dynamic viscoelasticity (manufactured by TA Instruments: RSA G2)
Measuring method: A film having a thickness of 40 μm was cut into strips of 5 mm × 40 mm, elongation and stress at 25 ° C. were measured, and a tensile elastic modulus was calculated.

(含フッ素ポリマー基材の製造)
100ml容量の三口フラスコに1,4−ビス(アミノフェノキシ)ベンゼン(TPEQ)2.976g(10.2ミリモル)、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物(6FDA)4.524g(10.2ミリモル)、N,N−ジメチルアセトアミド42.5gを仕込んだ。窒素雰囲気下、室温で5日間攪拌することで、含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物(固形分濃度15.0質量%)を得た。該ポリアミド酸の重量平均分子量は18万であった。なお、ポリアミド酸の重量平均分子量と、焼成後の含フッ素ポリイミドの重量平均分子量は実質的に同一である。
(Manufacturing of fluoropolymer base material)
2.976 g (10.2 mmol) of 1,4-bis (aminophenoxy) benzene (TPEQ) and 4.524 g (6FDA) of 4,4'-hexafluoroisopropyridene diphthalic anhydride (6FDA) in a 100 ml volumetric flask. 10.2 mmol), 42.5 g of N, N-dimethylacetamide was charged. A fluoropolyamic acid resin composition (solid content concentration: 15.0% by mass) was obtained by stirring at room temperature for 5 days in a nitrogen atmosphere. The weight average molecular weight of the polyamic acid was 180,000. The weight average molecular weight of the polyamic acid and the weight average molecular weight of the fluorine-containing polyimide after firing are substantially the same.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Figure 0006912789
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上記で得られた含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物を、焼成後の含フッ素ポリイミドフィルムの厚みが40μmとなるように、ダイコーターを用いて硝子基体上に塗膜を形成した。次いで、300℃で1時間、窒素雰囲気下で塗膜の焼成を行った。その後、焼成物を硝子基体から剥離し、含フッ素ポリイミドフィルム1を得た。 The fluorine-containing polyamic acid resin composition obtained above was coated on a glass substrate using a die coater so that the thickness of the fluorine-containing polyimide film after firing was 40 μm. Then, the coating film was fired at 300 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Then, the fired product was peeled off from the glass substrate to obtain a fluorine-containing polyimide film 1.

得られた含フッ素ポリイミドフィルム1のフッ素含有量は17質量%であり、静的水接触角は87°であり、引張弾性率は2.8GPaであった。 The fluorine-containing polyimide film 1 obtained had a fluorine content of 17% by mass, a static water contact angle of 87 °, and a tensile elastic modulus of 2.8 GPa.

(神経幹細胞の培養)
上記で得られた含フッ素ポリイミドフィルム1を基材として細胞培養面に配置した24穴プレートを作製し、以下の手法により、神経幹細胞の培養に供した。なお、含フッ素ポリイミドフィルムは滅菌して細胞培養に用いた。
(Culturing neural stem cells)
A 24-well plate placed on the cell culture surface using the fluorine-containing polyimide film 1 obtained above as a base material was prepared and used for culturing neural stem cells by the following method. The fluorine-containing polyimide film was sterilized and used for cell culture.

Wistarラットから胎齢14日の胎仔を摘出し、摘出した胎仔から脳を回収した。回収した胎仔脳を、2mlの細胞分離/分散溶液(Accumax、イノベーティブセルテクノロジーズ社製)にて室温で10〜15分間処理し、細胞分散液を得た。次いで、得られた細胞分散液に4mlのD−MEM/F−12(1:1(v:v))培地(Sigma−Aldrich社)を添加し、ポアサイズ30μmのフィルターで細胞を濾過し、ろ液を900rpmで5分間遠心分離した。遠心分離後、上清を除去し、維持培地(1%(v/v)N2−サプリメント(Life technologies社)、20ng/mlヒトbFGF、20ng/mlヒトEGF、および10μg/mlヘパリンを含むD−MEM/F−12(1:1(v:v))培地(Sigma−Aldrich社))で、2.5×10細胞/mlの濃度となるように沈殿を再度懸濁させた。含フッ素ポリマー基材を細胞培養面に配置した24穴プレートに、上記で調製した細胞懸濁液を播種(5×10細胞/cm)した(培養0日目)。その後、37℃の5%(v/v)COインキュベーター内で培養を行い、培養3日目に半量交換で培地交換し、8日目まで培養した。培養の経過に伴い、基材に保持されたニューロスフィアが出現することを光学顕微鏡で確認した。光学顕微鏡による観察像を、図1(図1(a)培養1日目、(b)培養3日目、(c)培養5日目、(d)培養8日目)に示す。培養8日目のニューロスフィアの大きさは、直径171±66μm(41個のニューロスフィアの平均値±標準偏差μm)であった。 A 14-day-old fetus was removed from Wistar rats, and the brain was collected from the removed fetus. The recovered fetal brain was treated with 2 ml of a cell separation / dispersion solution (Accumax, manufactured by Innovative Cell Technologies) at room temperature for 10 to 15 minutes to obtain a cell dispersion. Next, 4 ml of D-MEM / F-12 (1: 1 (v: v)) medium (Sigma-Aldrich) was added to the obtained cell dispersion, and the cells were filtered through a filter having a pore size of 30 μm. The solution was centrifuged at 900 rpm for 5 minutes. After centrifugation, the supernatant is removed and D-containing maintenance medium (1% (v / v) N2-supplement (Life technologies), 20 ng / ml human bFGF, 20 ng / ml human EGF, and 10 μg / ml heparin). MEM / F-12 (1: 1 (v: v)) in a medium (Sigma-Aldrich, Inc.)), and the precipitate resuspended to a concentration of 2.5 × 10 5 cells / ml. The cell suspension prepared above was seeded (5 × 10 4 cells / cm 2 ) on a 24-well plate on which a fluoropolymer-containing polymer substrate was placed on the cell culture surface (day 0 of culture). Then, the cells were cultured in a 5% (v / v) CO 2 incubator at 37 ° C., the medium was exchanged by half amount exchange on the 3rd day of the culture, and the cells were cultured until the 8th day. It was confirmed by an optical microscope that neurospheres retained on the substrate appeared with the progress of the culture. The observation image by the optical microscope is shown in FIG. 1 (FIG. 1 (a) culture day 1, (b) culture day 3, (c) culture day 5, (d) culture day 8). The size of the neurospheres on the 8th day of culture was 171 ± 66 μm in diameter (mean ± standard deviation μm of 41 neurospheres).

(未分化であることの確認)
神経幹細胞の培養を行った培養プレートから、細胞分離/分散溶液(Accumax、イノベーティブセルテクノロジーズ社製)を用いて細胞を回収した。B−27サプリメント含有Neurobasal培地を用いて、回収した細胞を洗浄した。1mlのB−27サプリメント含有Neurobasal培地中に、回収した細胞を懸濁し、細胞数を計測した。得られた細胞から、illustra RNAspin Mini RNA Isolation Kit(GEヘルスケア社)を用いてRNAを回収した。
(Confirmation that it is undifferentiated)
Cells were recovered from the culture plate in which the neural stem cells were cultured using a cell separation / dispersion solution (Accumax, manufactured by Innovative Cell Technologies, Inc.). Recovered cells were washed with Neurobasal medium containing B-27 supplement. The recovered cells were suspended in 1 ml of Neurobasal medium containing a B-27 supplement, and the number of cells was counted. RNA was recovered from the obtained cells using the illustra RNAspin Mini RNA Isolation Kit (GE Healthcare).

回収したRNAを試料として、定量PCR法にてネスチン(未分化マーカー)およびβチューブリン−3(分化マーカー)の遺伝子発現量を測定した。なお、定量PCR用のキットとしてTaqMan Universal PCR Master MixおよびTaqMan Gene Expression Assays(Applied Biosystems社製)を用い、測定機器名:7300/7500 Realtime PCR System(Applied Biosystems社製)により分析した。ネスチンおよびβチューブリン−3の遺伝子発現量は、GAPDH(グリセルアルデヒド3リン酸脱水素酵素)の発現量に対するそれぞれの相対量として校正し、比較例1における各標的遺伝子の相対的発現量を1として算出した。結果を図5に示す。 Using the recovered RNA as a sample, the gene expression levels of nestin (undifferentiated marker) and β-tubulin-3 (differentiation marker) were measured by a quantitative PCR method. As a kit for quantitative PCR, TaqMan Universal PCR Master Mix and TaqMan Gene Expression Expressions (manufactured by Applied Biosystems) were used, and the measuring device name was: 7300/7500 Realtime PCR Systems (manufactured by Applied Biosystems). The gene expression levels of Nestin and β-tubulin-3 were calibrated as their relative levels with respect to the expression levels of GAPDH (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase), and the relative expression levels of each target gene in Comparative Example 1 were measured. Calculated as 1. The results are shown in FIG.

(ニューロスフェロイドの形成)
培養8日目、ニューロスフィアの形成を確認した後、培地を分化培地(2%(v/v)B27−サプリメント(Life technologies社)を含むNeurobasal培地(Life technologies社))に交換した。培地を毎日半量ずつ交換しつつ、培養を継続し、ニューロスフェロイドが形成されることを光学顕微鏡で確認した。
(Formation of neurospheroids)
After confirming the formation of neurospheres on the 8th day of culturing, the medium was replaced with a differentiation medium (Neurobasal medium (Life technologies) containing a 2% (v / v) B27-supplement (Life technologies)). The culture was continued while changing the medium by half every day, and it was confirmed by an optical microscope that neurospheroids were formed.

ニューロスフェロイドの光学顕微鏡による観察像を図2(図2(a)分化培地への培地交換当日を0日目として、分化培地での培養1日目、(b)分化培地での培養3日目、(c)分化培地での培養5日目、(d)分化培地での培養9日目)に示す。図2に示すように、含フッ素ポリマー基材を用いた場合、分化培地での培養5日目以降に、ニューロスフェロイド同士が連結した三次元的なネットワーク構造を確認した。 The observation image of the neurospheroids by an optical microscope is shown in FIG. , (C) 5th day of culturing in the differentiation medium, (d) 9th day of culturing in the differentiation medium). As shown in FIG. 2, when the fluoropolymer base material was used, a three-dimensional network structure in which neurospheroids were linked to each other was confirmed after the 5th day of culturing in the differentiation medium.

分化培地に交換してから11日目(神経幹細胞播種から19日目)に細胞分離/分散溶液(Accumax、イノベーティブセルテクノロジーズ社製)を用いて上記と同様の手法により細胞を回収し、RNAを回収した。 On the 11th day (19th day after neural stem cell seeding) after replacement with the differentiation medium, cells were collected using a cell separation / dispersion solution (Accumax, manufactured by Innovative Cell Technologies) in the same manner as above, and RNA was collected. Recovered.

回収したRNAを試料として、上記と同様の手法により、定量PCR法にてネスチンおよびβチューブリン−3の遺伝子発現量を測定した。マーカー分子発現量の測定結果を図5に示す。 Using the recovered RNA as a sample, the gene expression levels of Nestin and β-tubulin-3 were measured by a quantitative PCR method in the same manner as described above. The measurement result of the marker molecule expression level is shown in FIG.

<比較例1>
細胞培養基材表面を表面処理することで基材への細胞の接着性を低下させた浮遊培養系プレートを用いた以外は実施例1と同様の手法により、神経幹細胞の培養を行った。浮遊培養系プレートを用いて培養した神経幹細胞の、光学顕微鏡による観察像を、図3(図3(a)培養1日目、(b)培養3日目、(c)培養5日目、(d)培養8日目)に示す。浮遊培養系培養プレートでは、ニューロスフィアは基材に保持されず、培地中に浮遊していた。また、含フッ素ポリマー基材上で培養した場合と比較して、ニューロスフィアのサイズが巨大化していた。
<Comparative example 1>
Cell culture The neural stem cells were cultured by the same method as in Example 1 except that a suspension culture plate was used, in which the surface of the substrate was surface-treated to reduce the adhesion of cells to the substrate. Observation images of neural stem cells cultured using a suspension culture plate with an optical microscope are shown in FIG. 3 (FIG. 3 (a) culture day 1, (b) culture day 3, (c) culture day 5). d) Shown in (8th day of culture). In the suspension culture system culture plate, the neurosphere was not retained on the substrate and was suspended in the medium. In addition, the size of the neurosphere was enormous as compared with the case of culturing on a fluoropolymer base material.

神経幹細胞の培養を行った浮遊培養系プレートから細胞分離/分散溶液(Accumax、イノベーティブセルテクノロジーズ社製)を用いてニューロスフィアを回収し、実施例1と同様の手法によりRNAを回収した。 Neurospheres were recovered from a suspension culture plate in which neural stem cells were cultured using a cell separation / dispersion solution (Accumax, manufactured by Innovative Cell Technologies, Inc.), and RNA was recovered by the same method as in Example 1.

培養8日目、含フッ素ポリマー基材を用いたプレートに代えて、浮遊培養系プレートを用いた以外は実施例1と同様の手法により、分化培地での培養を開始した。 On the 8th day of culturing, culturing in a differentiation medium was started by the same method as in Example 1 except that a suspension culture plate was used instead of the plate using the fluoropolymer base material.

浮遊培養系プレートを用いて分化培地中で培養した神経幹細胞の、光学顕微鏡による観察像を図4(図4(a)分化培地への培地交換当日を0日目として、分化培地での培養1日目、(b)分化培地での培養3日目、(c)分化培地での培養5日目、(d)分化培地での培養9日目)に示す。図4に示すように、浮遊培養で培養した場合、ニューロスフェロイド同士が連結した三次元的なネットワーク構造を確認することはできなかった。 Observation images of nerve stem cells cultured in a differentiation medium using a suspension culture plate with an optical microscope are shown in FIG. 4 (FIG. 4A) Culture in a differentiation medium with the day of medium exchange to the differentiation medium as the 0th day. It is shown on the day, (b) the third day of culturing in the differentiation medium, (c) the fifth day of culturing in the differentiation medium, and (d) the ninth day of culturing in the differentiation medium). As shown in FIG. 4, when culturing in suspension culture, it was not possible to confirm the three-dimensional network structure in which neurospheroids were connected to each other.

分化培地に交換してから11日目(神経幹細胞播種から19日目)に細胞分離/分散溶液(Accumax、イノベーティブセルテクノロジーズ社製)を用いて上記と同様の手法により細胞を回収し、RNAを回収した。 On the 11th day (19th day after neural stem cell seeding) after replacement with the differentiation medium, cells were collected using a cell separation / dispersion solution (Accumax, manufactured by Innovative Cell Technologies) in the same manner as above, and RNA was collected. Recovered.

回収したRNAを試料として、上記と同様の手法により、定量PCR法にてネスチンおよびβチューブリン−3の遺伝子発現量を測定した。マーカー分子発現量の測定結果を図5に示す。 Using the recovered RNA as a sample, the gene expression levels of Nestin and β-tubulin-3 were measured by a quantitative PCR method in the same manner as described above. The measurement result of the marker molecule expression level is shown in FIG.

図5に示すように、比較例1では、分化培地へ培地交換した後であっても、分化マーカーの発現量の上昇程度は大きくなかった。 As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the degree of increase in the expression level of the differentiation marker was not large even after the medium was replaced with the differentiation medium.

図5に示すように、実施例1では、分化誘導前における未分化マーカーの高い発現量と、分化マーカーの低い発現量とを確認した。これは、基材に保持されたニューロスフィア内において神経幹細胞が多く存在しており、分化誘導が効果的に抑制されていることを示す。さらに、実施例1では、分化誘導後において分化マーカーの発現量が顕著に上昇していた。この結果から、含フッ素ポリマー基材上に保持したニューロスフィアに分化誘導処理を行うことで、分化誘導のシグナルに対して細胞が高感度に応答していることを示す。 As shown in FIG. 5, in Example 1, a high expression level of the undifferentiated marker and a low expression level of the differentiation marker before the induction of differentiation were confirmed. This indicates that a large number of neural stem cells are present in the neurosphere held on the substrate, and the induction of differentiation is effectively suppressed. Furthermore, in Example 1, the expression level of the differentiation marker was significantly increased after the induction of differentiation. From this result, it is shown that the cells respond with high sensitivity to the signal of differentiation induction by performing the differentiation induction treatment on the neurosphere held on the fluoropolymer base material.

<実施例2、3>
(含フッ素ポリマー基材の製造)
100ml容量の三口フラスコに4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)2.330g(11.64ミリモル)、N,N−ジメチルアセトアミド42.5gを仕込み溶解させた。そこへ、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物(6FDA)5.170g(11.64ミリモル)を加え、窒素雰囲気下、室温で5日間攪拌することで、含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物(固形分濃度15.0質量%)を得た。該ポリアミド酸の重量平均分子量は12万であった。なお、ポリアミド酸の重量平均分子量と、焼成後の含フッ素ポリイミドの重量平均分子量は実質的に同一である。
<Examples 2 and 3>
(Manufacturing of fluoropolymer base material)
2.330 g (11.64 mmol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) and 42.5 g of N, N-dimethylacetamide were charged and dissolved in a 100 ml volumetric flask. To this, 5.170 g (11.64 mmol) of 4,4'-hexafluoroisopropyridene diphthalic acid anhydride (6FDA) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 5 days under a nitrogen atmosphere to obtain a fluorine-containing polyamic acid resin. A composition (solid content concentration 15.0% by mass) was obtained. The weight average molecular weight of the polyamic acid was 120,000. The weight average molecular weight of the polyamic acid and the weight average molecular weight of the fluorine-containing polyimide after firing are substantially the same.

Figure 0006912789
Figure 0006912789

上記で得られた含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物を用いて、実施例1と同様の方法により含フッ素ポリイミドフィルム2を得た。 Using the fluorine-containing polyamic acid resin composition obtained above, a fluorine-containing polyimide film 2 was obtained by the same method as in Example 1.

得られた含フッ素ポリイミドフィルム2のフッ素含有量は19質量%であり、静的水接触角は86°であり、引張弾性率は2.9GPaであった。 The fluorine-containing polyimide film 2 obtained had a fluorine content of 19% by mass, a static water contact angle of 86 °, and a tensile elastic modulus of 2.9 GPa.

100ml容量の三口フラスコに2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)3.141g(9.81ミリモル)、N,N−ジメチルアセトアミド42.5gを仕込み溶解させた。そこへ、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物(6FDA)4.359g(9.81ミリモル)を加え、窒素雰囲気下、室温で5日間攪拌することで、含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物(固形分濃度15質量%)を得た。該ポリアミド酸の重量平均分子量は30万であった。なお、ポリアミド酸の重量平均分子量と、焼成後の含フッ素ポリイミドの重量平均分子量は実質的に同一である。 3.141 g (9.81 mmol) of 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (TFMB) and 42.5 g of N, N-dimethylacetamide were charged and dissolved in a 100 ml volumetric flask. 4.359 g (9.81 mmol) of 4,4'-hexafluoroisopropyridene diphthalic acid anhydride (6FDA) was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 5 days under a nitrogen atmosphere to obtain a fluorine-containing polyamic acid resin. A composition (solid content concentration: 15% by mass) was obtained. The weight average molecular weight of the polyamic acid was 300,000. The weight average molecular weight of the polyamic acid and the weight average molecular weight of the fluorine-containing polyimide after firing are substantially the same.

Figure 0006912789
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上記で得られた含フッ素ポリアミド酸樹脂組成物を用いて、実施例1と同様の方法により含フッ素ポリイミドフィルム3を得た。 Using the fluorine-containing polyamic acid resin composition obtained above, a fluorine-containing polyimide film 3 was obtained by the same method as in Example 1.

得られた含フッ素ポリイミドフィルム3のフッ素含有量は31質量%であり、静的水接触角は88°であり、引張弾性率は3.4GPaであった。 The fluorine-containing polyimide film 3 obtained had a fluorine content of 31% by mass, a static water contact angle of 88 °, and a tensile elastic modulus of 3.4 GPa.

(神経幹細胞の培養)
上記で得られた含フッ素ポリイミドフィルム2および含フッ素ポリイミドフィルム3を基材として細胞培養面に配置した24穴プレートをそれぞれ作製し、実施例1と同様の手法により神経幹細胞の培養を行った。培養過程におけるニューロスフィアを光学顕微鏡で観察し、以下の基準に従って評価した。評価結果を下記表1に示す。
○:細胞は、三次元に凝集塊を形成した
△:細胞は、三次元に凝集塊を形成した部分と基材上に伸展した状態が混在した
×:細胞の三次元な凝集塊は認められなかった
(Culturing neural stem cells)
Using the fluorine-containing polyimide film 2 and the fluorine-containing polyimide film 3 obtained above as base materials, 24-well plates arranged on the cell culture surface were prepared, and neural stem cells were cultured by the same method as in Example 1. Neurospheres in the culture process were observed with an optical microscope and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Table 1 below.
◯: The cells formed agglomerates in three dimensions Δ: The cells had a mixture of a part in which the agglutinates were formed in three dimensions and a state in which the cells were extended on the substrate ×: Three-dimensional agglutinations of the cells were observed. Did not

Figure 0006912789
Figure 0006912789

Claims (6)

含フッ素ポリマー基材上で神経幹細胞を含む細胞を培養し、前記基材に保持したニューロスフィアを形成することを含み、
前記含フッ素ポリマーが下記式(II−2):
Figure 0006912789

上記式(II−2)中、Xは、−C(CF −であり、Yは、酸素原子であり、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z、Z10、Z11およびZ12、水素原子であり、qは、1または2である
で示される構成単位;または
下記式(II):
Figure 0006912789

上記式(II)中、
Xは、−C(CF−であり、
Yは、下記式d−9で示される構造であり、
Figure 0006912789

、Z、Z、Z、ZおよびZは、水素原子であり、
pは、1である
で示される構成単位を含む、未分化状態の神経幹細胞の培養方法。
Including culturing cells containing neural stem cells on a fluoropolymer base material to form neurospheres retained on the base material.
The fluoropolymer has the following formula (II-2):
Figure 0006912789

In the above formula (II-2), X is −C (CF 3 ) 2 , Y 1 is an oxygen atom , and Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 , Z 6 , Z 7, Z 8, Z 9 , Z 10, Z 11 and Z 12 are water MotoHara child, q is 1 or the structural unit represented by is 2; or by the following formula (II):
Figure 0006912789

In the above formula (II),
X is −C (CF 3 ) 2-
Y has a structure represented by the following formula d-9.
Figure 0006912789

Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 , Z 5 and Z 6 are hydrogen atoms.
A method for culturing undifferentiated neural stem cells, wherein p contains the structural unit indicated by 1.
前記培養を、EGF、bFGF、HGF、およびLIFからなる群から選択される成長因子の1つ以上の存在下で行う、請求項1に記載の培養方法。 The culture method according to claim 1, wherein the culture is carried out in the presence of one or more growth factors selected from the group consisting of EGF, bFGF, HGF, and LIF. 前記培養を、無血清培地で行う、請求項1または2に記載の培養方法。 The culture method according to claim 1 or 2 , wherein the culture is carried out in a serum-free medium. 請求項1〜のいずれか1項に記載の培養方法によりニューロスフィアを形成すること、および
前記基材に前記ニューロスフィアを保持した状態で、前記神経幹細胞の分化を誘導すること、を含むニューロスフェロイドの形成方法。
A neuro that comprises forming a neurosphere by the culture method according to any one of claims 1 to 3 and inducing differentiation of the neural stem cell while holding the neurosphere on the substrate. How to form spheroids.
前記神経幹細胞の分化誘導を、血清、B27−サプリメント、SM−Neuronalサプリメント、レチノイン酸およびその誘導体、NGF、LIF、GDNF、CNTF、BDNF、NT−3、BMP2、BMP4、ならびにSHHからなる群から選択される1種以上を含む培地での培養によって行う、請求項に記載の形成方法。 The induction of neural stem cell differentiation is selected from the group consisting of serum, B27-supplement, SM-Neuronal supplement, retinoic acid and its derivatives, NGF, LIF, GDNF, CNTF, BDNF, NT-3, BMP2, BMP4, and SHH. The formation method according to claim 4 , wherein the formation method is carried out by culturing in a medium containing one or more of the above-mentioned species. 前記ニューロスフェロイドが神経細胞を含む、請求項またはに記載の形成方法。 The formation method according to claim 4 or 5 , wherein the neurospheroid comprises a nerve cell.
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