JP7384594B2 - 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法 - Google Patents

粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7384594B2
JP7384594B2 JP2019153211A JP2019153211A JP7384594B2 JP 7384594 B2 JP7384594 B2 JP 7384594B2 JP 2019153211 A JP2019153211 A JP 2019153211A JP 2019153211 A JP2019153211 A JP 2019153211A JP 7384594 B2 JP7384594 B2 JP 7384594B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
side chain
unit
particle
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019153211A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021031589A (ja
Inventor
正郎 鈴木
数理 中浜
栄 須田
圭一郎 椿
健吾 金崎
良 名取
文生 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Inc
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc, Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Inc
Priority to JP2019153211A priority Critical patent/JP7384594B2/ja
Priority to US16/986,649 priority patent/US20210055286A1/en
Publication of JP2021031589A publication Critical patent/JP2021031589A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7384594B2 publication Critical patent/JP7384594B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/544Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being organic
    • G01N33/545Synthetic resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/32Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals
    • C08F220/325Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing epoxy radicals containing glycidyl radical, e.g. glycidyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/14Esterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5306Improving reaction conditions, e.g. reduction of non-specific binding, promotion of specific binding
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54393Improving reaction conditions or stability, e.g. by coating or irradiation of surface, by reduction of non-specific binding, by promotion of specific binding

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、粒子、標的物質に対するリガンドが結合された凝集法用(アフィニティー)粒子、及び、これを含む体外診断用試薬、キット、並びに標的物質の検出方法に関する。
簡易・迅速な免疫検査方法として、凝集法のなかでもラテックス凝集法が挙げられる。この方法では、粒子と標的物質に対して親和性を有するリガンドとを化学結合して成るラテックス凝集法用粒子の分散液と、標的物質を含有する可能性のある検体とを混合する。
この時、検体中に標的物質が含有されていれば、ラテックス凝集法用粒子が凝集反応を生じるため、この凝集反応を、散乱光強度、透過光強度、吸光度等の変化量として光学的に検出することで病気の有無を特定することができる。
一般的に、リガンドと標的物質の組み合わせには、抗体と抗原、あるいは、抗原と抗体が用いられる。ラテックス凝集法用粒子を構成する粒子は、標的物質に由来しない非特異的な凝集反応を生じさせない目的で、標的物質以外の物質を吸着する特性、いわゆる非特異吸着が小さいことが望まれる。
粒子の非特異吸着を低減する手段として、アルブミン、カゼイン、ゼラチン等の生態由来物質を用いて粒子表面を被覆する方法がある。しかし、これらの生態由来物質は、製造ロット毎に物性が異なる場合があることに加え、大量に用いることによる将来的な生物汚染を懸念する意見も聞かれる。
粒子表面を両親媒性の高分子化合物によって被覆する手段も非特異吸着を低減する方法として有効であるが、粒子に対する高分子化合物の吸着は物理吸着に由来するため、希釈によって遊離する可能性があり、非特異吸着を十分に抑制できない場合がある。
非特許文献1において、表面にポリグリシジルメタクリレートが配置された粒子が開示されている。この粒子の表面に配置されたポリグリシジルメタクリレートは、グリシジル基の一部が開環されてグリコールを呈することにより、非特異吸着が抑制されることが知られている。
また、特許文献1、及び、特許文献2において、グリシジル基を有する側鎖を有するユニットを有する粒子を合成し、上記グリシジル基を化学修飾することによって、側鎖長が長く、且つ、側鎖末端に反応性官能基、或いはリガンドが化学結合して成る粒子が開示されている。
特開2000-351814号公報 特開2005-232237号公報
アフィニティーラテックスを用いたバイオセパレーション(1995)p11-p30
本発明者らが、非特許文献1に記載の粒子にリガンドを化学結合させたところ、一般的な水系緩衝液の多くに対して十分な分散安定性を担保することができず、凝集法用粒子として用いることが困難であった。一方、本発明者らが、特許文献1に従って合成した粒子にリガンドを化学結合させ、凝集法用粒子として用いようと試みたところ、非特異吸着は驚異的に抑制されるものの、分散安定性が過度に優れるため、十分な凝集反応を観察できない場合があった。非特許文献1に記載の粒子よりも、特許文献1に記載の粒子が分散安定性に優れる理由は、側鎖長さが長いことに由来する粒子間の排除体積効果に起因すると考えられる。
本発明は、これらの背景技術、及び、課題を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、非特異吸着が小さく、且つ、リガンドを化学結合するための反応性官能基を有し、凝集法に好適な粒子及びこれにリガンドが化学結合して成る凝集法用(アフィニティー)粒子、これを含む試薬及びキット、並びにそれらを用いた標的物質の検出方法を提供することを目的とする。
即ち、本発明の第一の態様は、側鎖Aを有するユニットと側鎖Bを有するユニットを有するポリマーを含む粒子であって、側鎖Aの末端にカルボキシ基を有し、側鎖Aの分子構造中にエステル結合とアミド結合を有し、側鎖Bの末端にアルキル基を有し、水中に分散させたときのゼータ電位がマイナス40mV以上マイナス5mV以下であることを特徴とする粒子である。
また、本発明の第二の態様は、前記粒子の側鎖Aを介してリガンドが化学結合していることを特徴とする凝集法用(アフィニティー)粒子である。
さらにまた、本発明の第三の態様は、前記凝集法用粒子を含有することを特徴とする体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるための試薬、前記試薬を少なくとも備えることを特徴とする体外診断による検体中の前記標的物質の検出に用いるためのキット、及び、前記凝集法用粒子と前記標的物質を含む可能性のある検体とを混合することを特徴とする前記標的物質の検出方法である。
本発明によれば、非特異吸着が小さく、且つ、リガンドを化学結合するための反応性官能基を有する粒子を提供することができる。
さらに本発明では、前記粒子にリガンドが化学結合してなる凝集法用粒子、これを含む体外診断用試薬及びキット、並びにそれらを用いた標的物質の検出方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳しく説明するが、本発明の技術範囲はこれらの実施形態に限定されない。
本発明の粒子は、側鎖Aを有するユニットと側鎖Bを有するユニットを有するポリマーを含む粒子であって、側鎖Aの末端にカルボキシ基を有し、側鎖Aの分子構造中にエステル結合とアミド結合を有し、側鎖Bの末端にアルキル基を有し、水中に分散したときのゼータ電位がマイナス40mV以上マイナス5mV以下であることを特徴とする粒子である。カルボキシ基及びアルキル基は、粒子表面に存在することが好ましい。ここで、「ユニット」とは、1つのモノマーに対応する単位構造のことを意味する。
本発明において、側鎖Aがその末端に有するカルボキシ基は、その荷電性に依存した静電斥力を生じることで、粒子を水系分散液とした場合にその分散安定性を維持する役割を担う。
荷電性が小さすぎると、分散液の分散安定性を維持することに不利に働き、大きすぎると本発明の粒子を凝集法用粒子として適用する場合に、凝集性反応性に対して不利に働く傾向を示し、ある範囲において凝集反応性が極大値を示すことが本発明者らの検討から明らかになっている。
即ち、本発明の粒子を水中に分散させたときのゼータ電位は、マイナス40mV以上マイナス5mV以下であり、より好ましくは、マイナス35mV以上マイナス10mV以下である。
尚、上記ゼータ電位は、下記条件にて測定される値である。
動的光散乱型粒径測定機:ZETASIZER NANO ZS(マルバーン製)
固形分濃度:0.01質量%
測定温度:25℃
分散液の媒体:超純水
測定用セル:DTS1070
レーザー仕様:He―Ne、4mW、633nm
検出光学系:NIBS、173℃
積算回数20回
等温化時間:5分
解析方法:スモルコフスキーの式
算出方法:5回測定し、最大値と最小値を除いた値の平均値
本発明において、側鎖Aがその末端に有するカルボキシ基は、リガンドを化学結合させる役割を担う。粒子表面のカルボキシ基濃度が小さい場合、リガンドを化学結合させる際の化学反応効率が小さくなり、その結果として得られるアフィリニティ粒子を凝集用粒子として用いた場合には凝集反応性に対して不利に働く。一方、粒子表面のカルボキシ基濃度が大きすぎる場合、リガンドを過多に化学結合させてしまうリスクがあり、その結果として得られるアフィニティー粒子を凝集法用粒子として用いた場合には、リガンドの運動性が制約を受けることとなり、凝集反応性に対して不利に働く傾向を示す。これらのことが本発明者らの検討から明らかになっており、粒子表面のカルボキシ基濃度に対し、本発明の粒子を凝集法用粒子として用いた場合には、その凝集反応性に極大値を示すことがわかっている。
即ち、側鎖Aを有するユニットと側鎖Bを有するユニットが式(1)の関係を満たすことが好ましく、式(1)’の関係を満たすことがさらに好ましい。
10≦[側鎖Aを有するユニットの数]/[[側鎖Aを有するユニットの数]+[側鎖Bを有するユニットの数]]×100≦50・・・式(1)
20≦[側鎖Aを有するユニットの数]/[[側鎖Aを有するユニットの数]+[側鎖Bを有するユニットの数]]×100≦30・・・式(1)’
本発明の粒子を水系分散液として分散安定性を保った状態で保存する場合、本発明の側鎖Aが末端に有するカルボキシ基は、ナトリウム塩やカリウム塩のような金属塩、或いは、アンモニウム塩のような有機塩で中和しておくことが有利である。側鎖Aが末端に有するカルボキシ基とリガンドを化学結合させる際の化学反応性を考慮する場合、有機塩で中和しておくことがより好ましい。カルボキシ基の有機塩を形成する化合物として、例えば、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエチルアミノエタノールなどが挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。沸点や各種溶剤への溶解性など実験上の操作性を考慮する場合、トリエチルアミンが使用しやすい。本発明の目的を達成可能な範囲において、カルボキシ基を中和する塩は、単独で用いても、2種類以上を併用しても良い。
本発明の側鎖Aは、その分子構造中にエステル結合とアミド結合を有することが特徴である。これは、本発明の粒子の非特異吸着を抑制する能力と関係する。必ずしもそうでない場合もあるが、粒子の非特異吸着を抑制する能力は、粒子表面の親水性とある程度の相関があり、親水性傾向であるほど非特異吸着が抑制され易い。本発明者らの検討によれば、エステル結合とアミド結合は側鎖に親水性傾向を付与するに有利な化学構造であり、これらを同時に有することにより、本発明の側鎖Aを有する粒子は、驚異的に非特異吸着を抑制することが明らかになっている。
本発明の側鎖Aは、エステル結合とアミド結合に加え、その分子構造中に下記式(2)で表される部分構造を有することが好ましい。
Figure 0007384594000001
(nは整数)
式(2)において、nは整数である。エステル結合やアミド結合は、原子間のボンドの回転をともなわない剛直な構造である。これに対し、式(2)で表される部分構造は、原子間のボンドが自由に回転することから、側鎖Aが式(2)の部分構造を有することにより、側鎖Aの運動性が向上し、側鎖Aが末端に有するカルボキシ基とリガンドとを化学結合させる際に、その化学反応効率を高めることに寄与すると発明者らは考えている。
本発明の側鎖Aを有するユニットを下記式(7)で表記した場合、X1からX2を直線状に結ぶ原子間のボンドの和が18以上24以下であり、X1がCH、X2がCHまたはCHであることが好ましい。ここで、ボンドとは、原子と原子の間を結ぶ結合のことである。また、X1からX2を直鎖状に結ぶ原子間のボンドの和とは、原子と原子の間を結ぶ結合数の和である。例えば、X1からX2を直鎖状に結ぶ原子の数が17である場合、ボンドの数は18であり、原子の数が23である場合、ボンドの数は24となる。原子としては、炭素原子、酸素原子、窒素原子などが挙げられる。
(Lは複数の原子間ボンドを有する部分構造である。R1はHまたはCHである。)
式(7)において、Lは複数の原子間ボンドを有する部分構造である。原子間のボンドの和が18より小さい場合、特許文献1に記載の粒子を凝集法用粒子として用いようとした場合と同様のメカニズムから、粒子の分散安定性が過度に優れるため、凝集反応を生じさせるには不利に働く可能性がある。これに対し、原子間のボンドの和が18以上24以下の場合、本発明者らの検討において、粒子の分散安定性が優れるにも関わらず、本発明の粒子を凝集用粒子として用いると、極めて良好な凝集反応が生じることがわかっている。側鎖Aの側鎖長さが特許文献1よりも長くなることにより、側鎖Aが末端に有するカルボキシ基の分散媒体中での運動性が増し、カルボキシ基とリガンドとの化学反応性が向上すること、及び、同様の理由でリガンドと標的物質との反応性が向上することに寄与すると本発明者らは考察している。一方、原子間のボンドの和が24より大きい場合、凝集用粒子として好ましくない現象が生じる懸念があることを本発明者らは実験により確認している。免疫検査におけるラテックス凝集法とは、リガンドを化学結合して成る粒子の水系分散液(以下、P液と称する)と、標的物質を含有する可能性のある検体(以下、Q液と称する)とを混合し、リガンドと標的物質との反応に基づいて生じる粒子間凝集を光学的に検出する方法である。原子間ボンドの和が24より大きい場合、側鎖Aが分散液の分散媒体を抱え込む(溶媒和)傾向が大きくなるため、P液とQ液を混合した際に生じる浸透圧差の影響により、リガンドと標的物質との反応に基づかない非特選択的な粒子間凝集が誘起され易くなると発明者らは考察している。
本発明の側鎖Aを有するユニットを式(7)で表記した場合、X1-L-X2が、X1とX2をCH基で置換した場合に算出されるハンセン溶解度パラメータの水素結合項(以下δh)の値が8.3以上10.5以下の範囲にあることが好ましい。δhの値は、小さいほど側鎖Aが疎水性の傾向を呈し、大きいほど親水性の傾向を呈する。δhの値が8.3より小さい場合、側鎖Aを介してリガンドを化学結合させてなる凝集法用粒子において、リガンドが経時的に変性し、リガンドと標的物質間との反応性に影響を及ぼす可能性がある。一方、δhの値が10.5より大きい場合、水系分散液中での粒子の分散安定性が高まるため、側鎖Aを介してリガンドを化学結合させてなる凝集法用粒子において、粒子間凝集が生じにくくなる場合がある。本発明におけるδhの値は、ハンセンらによって開発されたソフトウェア(ソフト名:HAnsen Solubility PArAmeter in rActice;HSPiP ver.5.0.0.4)を用いて算出される値である。上記ソフトウェアに対して、Y-MBと呼ばれるニューラルネットワーク法を用いた推算方法を適用し、分子構造を分子の線形表記法であるSmiles式で入力すると、分子を自動的に原子団に分解し、ハンセン溶解度パラメータの構成成分であるδhの値が算出される。なお、本発明において、δhを算出する際の温度条件は25℃である。
本発明の側鎖Aを有するユニットを式(7)で表記した場合、X1-L-X2が、下記式(8)または下記式(9)で表される部分構造を有することが好ましい。式(8)または式(9)で表される構造を有さない、即ち、側鎖Aが分岐構造を有する場合、近接する側鎖A同士の排除体積効果によって、1個の側鎖Aに対する粒子表面の占有面積が大きくなる。このことは、側鎖Aとリガンドとを化学結合させる際に、粒子1個当たりに対するリガンドの化学結合量が少なくなる場合があることを示唆している。
本発明の側鎖Aを有するユニットを式(7)で表記した場合、X1-L-X2がアミン由来の窒素原子を有し、上記窒素原子数が2以下であることが好ましい。非特異吸着を抑制するという目的に対し、側鎖Aが電気的中性に近いほど好ましいことは定性的に自明である。この視点に立って本発明者らが検討したところ、少なくともアミン由来の窒素原子数が2以下である場合は、非特異吸着に対して重大な懸念が生じないことがわかっている。X1-L-X2が有するアミン由来の窒素原子数が2より大きい場合については検討しておらず、非特異吸着に対する寄与は明らかになっていない。
本発明の側鎖Aを有するユニットを式(7)で表記した場合、X1-L-X2は、下記構造Aまたは下記構造Bのいずれかであることが、最も好ましいことが、本発明者らの検討によって明らかになっている。メカニズムは先に考察した通りであり、構造Aあるいは構造Bを部分構造として有する側鎖Aを有するユニットを有する粒子では、各種物性のバランスが適正化されると本発明者らは結論付けている。
Figure 0007384594000005
本発明の側鎖Bは、その末端にアルキル基を有することが特徴であるが、その分子構造中にエステル結合とアミド結合を有することが好ましい。これは、本発明の粒子の非特異吸着を抑制する能力と関係する。必ずしもそうでない場合もあるが、粒子の非特異吸着を抑制する能力は、粒子表面の親水性とある程度の相関があり、親水性傾向であるほど非特異吸着が抑制され易い。本発明者らの検討によれば、エステル結合とアミド結合は側鎖に親水性傾向を付与するに有利な化学構造であり、これらを同時に有することにより、本発明の側鎖Bは、本発明の粒子の非特異吸着を抑制する能力に寄与する。
本発明の側鎖Bは、エステル結合とアミド結合に加え、その分子構造中に式(2)で表される部分構造を有することが好ましい。
エステル結合やアミド結合は、原子間のボンドの回転をともなわない剛直な構造である。これに対し、式(2)で表される部分構造は、原子間のボンドが自由に回転することから、側鎖Aが式(2)の部分構造を有することにより、側鎖Bの運動性が向上し、本発明の粒子を水系分散液とした場合に排除体積効果(粒子間斥力※立体反発効果)を生じ、上記水系分散液の分散安定性向上に寄与する。
本発明の粒子は、グリシジル(メタ)アクリレートに由来するユニットを含有することが好ましく、より好ましくは、スチレン系単量体に由来するユニットをさらに含有することが好ましい。本発明の粒子を遠心分離や限外ろ過などの方法で精製する場合、ガラス転移温度が高く、且つ、機械強度に優れるスチレン系単量体に由来するユニットを有することは、粒子の割れ欠けなどの損傷を抑制することに寄与する。本発明のスチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、及び、p-フェニルスチレンが挙げられるが、本発明の目的を達成可能な範囲においてこれらに限定されない。また、2種類以上のスチレン系単量体を併用しても良い。スチレン系単量体の含有量としては、粒子の質量を100質量部とした場合、10質量部以上70質量部以下であることが、非特異吸着を抑制する能力を維持しつつ、粒子に十分な強度を付与できるため好ましい。
本発明の粒子はさらに、架橋性を有するラジカル重合性単量体に由来するユニットを含有させることができる。架橋性を有するラジカル重合性単量体としては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’-ビス(4-(アクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’-ビス(4-(メタクリロキシジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’-ビス(4-(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、及び、ジビニルエーテルが挙げられるが、本発明の目的を達成可能な範囲においてこれらに限定されない。また、2種類以上の架橋性を有するラジカル重合性単量体を併用してもよい。
本発明の粒子の粒径は、個数平均粒径で、0.05μm以上1μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.10μm以上0.50μm以下、さらに好ましくは0.15μm以上0.30μm以下である。個数平均粒径が0.15μm以上0.30μm以下である場合、遠心分離における作業性に優れ、且つ、粒子を分散液として長期保存する際に、粒子沈降が生じにくい点でも優れている。
尚、本発明の粒子の粒径は、下記条件にて測定される値である。
動的光散乱型粒径測定機:ZETASIZER NANO ZS(マルバーン製)
固形分濃度:0.01質量%
測定温度:25℃
分散液の媒体:超純水(日本ミリポア製)
測定用セル:GlAss Cuvette
レーザー仕様:He-Ne、4mW,633nm
検出光学系:NIBS、173℃
積算回数20回
等温化時間:5分
解析方法:GenerAl Purpose Mode(キュムラント法)
算出方法:5回測定し、最大値と最小値を除いた値の平均値
本発明の粒子の製造方法は、本発明の目的を達成可能な範囲において限定されない。例えば、表面にグリシジル(メタ)アクリレートに由来するユニットが存在する母粒子を最初に製造し、次いで母体粒子表面のグリシジル基を化学修飾する方法によって得ることができる。
上記化学修飾する方法は、本発明の目的を達成可能な範囲において特に限定されないが、例えば本発明の好ましい形態の1つである式(8)の部分構造X1-L-X2を有する側鎖Aを有するユニットを有する粒子を製造する場合は、下記反応式(a)~(d)のような化学修飾の反応スキームを適用することができる。
Figure 0007384594000006
また、本発明の好ましい形態の1つである式(9)の部分構造X1-L-X2を有する側鎖Aを有する粒子を製造する場合は、下記反応式(a’)及び(b’)のような化学修飾の反応スキームを適用することができる。
ここでRは水素原子あるいはメチル基である。
Figure 0007384594000007
ここでR1は水素原子あるいはメチル基である。
H-L1-H及びH-LA-Hの構造は、以下に具体的に例示する。
Figure 0007384594000008
Figure 0007384594000009
同様に、本発明の側鎖Bは、式(8)の(d)の工程において、酸無水物の代わりに無水酢酸のような従来公知の無水物を用いることにより形成させることができる。また、式(9)の(b’)の工程において、酸無水物の代わりに無水酢酸のような従来公知の無水物を用いることにより形成させることができる。
上記母粒子の製造方法は、本発明の目的を達成可能な範囲において限定されない。ラジカル重合の中でも、粒径分布のシャープな粒子を得ることができるという視点において、乳化重合あるいは、ソープフリー乳化重合により製造することが好ましい。以下、上記母粒子をソープフリー乳化重合によって製造する場合の手順を例示するが、本発明はこの例示に限定されない。
まず、グリシジル(メタ)アクリレートとスチレン系単量体、架橋性を有するラジカル重合性単量体を水系媒体と混合して混合液を得る。次いで、水溶性ラジカル重合開始剤を上記混合液に投入し、必要に応じて加熱することによって、ラジカル重合反応を進行させることで、母粒子が水系媒体中に分散した分散液を形成させることができる。この母粒子を形成させる過程で、グリシジル(メタ)アクリレートをさらに追加混合しても良い。このようにすることで、母粒子表面により多くのポリグリシジル(メタ)アクリレートに由来するユニットを局在させ易くなる。
本発明の粒子は、末端に水酸基を有する側鎖を有するユニットを有するポリマーを含む粒子であることが好ましい。水酸基は、粒子表面に存在することが好ましい。例えば本発明の粒子を表面にグリシジル(メタ)アクリレートに由来するユニットが存在する母粒子を最初に製造し、次いで母体粒子表面のグリシジル基を化学修飾する方法によって得る場合、反応式(a)~(d)または反応式(a’)及び(b’)の化学修飾の反応スキームでは、粒子表面にグリシジル基が残存する場合がある。グリシジル基は疎水性を有するため、本発明の粒子を凝集法用粒子として用いる場合、非特異吸着性を示してしまう懸念がある。また、粒子表面にグリシジル基が残存したままの粒子を長期保存すると、経時でグリシジル基が加水分解し、粒子物性が変化してしまうことが懸念される。これらのことから、本発明では残存グリジジル基を、水酸基を有する化合物で化学修飾し、粒子表面に、末端に水酸基を有する側鎖Cを有するユニットを有するポリマーを形成させておくことが好ましい。末端に水酸基を有する側鎖Cを有するユニットを有するポリマーを形成させる方法は、本発明の目的を達成可能な範囲において特に限定されないが、下記反応式(a’’)のように、水酸基を有し、且つ、グリシジル基と化学反応する官能基を有する化合物を用いてグリシジル基を化学修飾する方法や、下記反応式(b’’)のようにグリシジル基の開環反応を促進し、グリシジル基をグリコールに変換する方法などがあげられる。
Figure 0007384594000010
ここでR1は水素原子あるいはメチル基、H-Pはグリシジルと反応する官能基、Qは水酸基を有する部位である。
反応式(a’’)で用いる化合物とは、本発明の目的を達成可能な範囲において特に限定されないが、グリシジル基との反応性の高いチオール基を有する化合物、あるいはアミノ基を有する化合物を用いることが好ましい。
チオール基を有する化合物としては、例えば、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、2-メルカプトエタノール、3-メルカプトプロパノール、1-メルカプト-2-プロパンノール、2-メルカプト-3-ブタノールなどがあげられる。また、アミノ基を有する化合物としては、例えば、2-アミノ-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオール、2-アミノ-1,3-ブタンジオール、3-アミノ-1,2-プロパンジオール、2-アミノ-1,3-プロパンジオール、2-アミノエタノール、アミノメタノールなどがあげられる。
本発明の粒子の非特異吸着の抑制能力をさらに高める視点から、化学修飾によって形成される化学結合部位がより親水性を示す、アミノ基を有する化合物を用いることがより好ましい。また、例示した化合物群を複数組み合わせて用いてもよい。
本発明において、上記末端に水酸基を有する側鎖Cを有するユニットが下記式(3)~(6)の何れかの化学構造であることが好ましい。特に、水酸基の数が多い式(4)及び式(5)は親水性の傾向が顕著で、粒子に対する非特異吸着を抑制する構造として非常に好ましい。
ただし、MはNHまたはSである。またR1は水素原子またはメチル基、R2はアルキレン基である。
本発明におけるリガンドとは、特定の標的物質が有する受容体に特異的に結合する化合物のことである。リガンドが標的物質と結合する部位は決まっており、選択的または特異的に高い親和性を有する。例えば、抗原と抗体、酵素タンパク質とその基質、ホルモンや神経伝達物質に代表されるシグナル物質とその受容体、核酸などが挙げられるが、本発明の目的を達成可能な範囲においてこれらに限定されない。リガンドとしては、例えば、抗原、抗体、抗原結合フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)2、F(ab’)、Fv、scFvなど)、天然由来核酸、人工核酸、アプタマー、ペプチドアプタマー、オリゴペプチド、酵素、補酵素などが挙げられる。
本発明では、側鎖Aを介して上記リガンドが化学結合して成ることを特徴とするアフィニティー粒子を、免疫検査における凝集法に用いる、凝集法用粒子として用いることを意図している。
本発明において、側鎖Aに由来するカルボキシ基とリガンドとを化学結合する化学反応の方法は、本発明の目的を達成可能な範囲において、従来公知の方法を適用することができる。例えば、カルボジイミド媒介性反応やNHSエステル活性化反応は好適な化学反応の事例である。但し、本発明の目的を達成可能な範囲において、側鎖Aに由来するカルボキシ基とリガンドとを化学結合する化学反応の方法はこれらに限定されない。
本発明において、リガンドとして抗体(抗原)、評定物質として抗原(抗体)を用いる場合、体外診断における検体中の標的物質の検出方法として、臨床検査、生化学研究などの領域において広く活用されている免疫検査における凝集法に非常に好ましく適用することができる。一般的な粒子を凝集法用粒子として用いる場合、標的物質である抗原(抗体)や血清中の異物等が粒子表面に非特異的に吸着し、このことに起因して意図しない粒子間凝集が生じてしまい、検査の正確性を損ねてしまうからである。
本発明の体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるための試薬は、本発明のラテックス凝集法用粒子を含有することを特徴とする。本発明の試薬中に含有される凝集法用粒子の量は、0.001質量%以上20質量%以下が好ましく、0.01質量%以上10質量%以下がより好ましい。本発明の試薬は、本発明の目的を達成可能な範囲において、本発明の凝集法用粒子のほかに、溶剤やブロッキング剤などの第三物質を含んでも良い。本発明に用いる溶剤の例としては、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、グッド緩衝液、トリス緩衝液、ヘペス緩衝液、メス緩衝液、アンモニア緩衝液などの各種水系緩衝液が例示されるが、本発明の試薬に含まれる溶剤はこれらに限定されない。
本発明の体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるためのキットは、本発明の試薬を少なくとも備えることを特徴とする。本発明のキットとしては、本発明の試薬(以下、試薬1と称する)に加えて、アルブミンを含有する反応緩衝液(以下、試薬2と称する)を更にそなえるものが好ましい。上記アルブミンとしては血清アルブミン等が挙げられ、プロテアーゼ処理されたものでも良い。試薬2に含有されるアルブミンの量は、0.001質量%以上5質量%以下を目安とするが、本発明のキットはこれに限定されない。試薬1と試薬2の両方、或いは何れか一方に、凝集測定用増感剤を含有させても良い。凝集測定用増感剤として、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルギン酸等が挙げられるが、本発明のキットはこれらに限定されない。また、本発明のキットは、試薬1、試薬2に加え、陽性コントロール、陰性コントロール、血清希釈液等を備えていても良い。陽性コントロール、陰性コントロールの媒体として、測定し得る標的物質が含まれていない血清、生理食塩水のほか、溶剤を用いても良い。本発明のキットは、通常の体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるためのキットと同様にして、本発明の標的物質の検出方法に使用できる。また、従来公知の方法によって標的物質の濃度も測定することができ、特に、凝集法による検体中の標的物質の検出に用いることが好適である。
本発明の体外診断による検体中の標的物質の検出方法は、本発明の凝集法用粒子と、標的物質を含む可能性のある検体とを混合することを特徴とするものである。また、本発明の凝集法用粒子と検体との混合は、pH3.0以上pH11.0以下で行われることが好ましい。また、混合温度は20℃以上50℃以下であり、混合時間は1分から20分の範囲である。また、本検出方法は、溶剤を使用することが好ましい。また、本発明の検出方法における本発明の凝集法用粒子の濃度は、反応系中、好ましくは0.001質量%以上5質量%以下、好ましくは0.01質量%以上1質量%以下である。本発明の検出方法は、本発明の凝集法用粒子と検体との混合の結果として生じる粒子間凝集を光学的に検出することを特徴とし、上記粒子間凝集を光学的に検出することで、検体中の標的物質が検出され、更に標的物質の濃度も測定することができる。上記凝集反応を光学的に検出する方法としては、散乱光強度、透過光強度、吸光度等を検出可能な光学機器を用いて、これらの値の変化量を測定すれば良い。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
「実施例1」(ポリグリシジル(メタ)アクリレートを含有する粒子(粒子1)の合成)
500ml四つ口丸底フラスコに3.60gのスチレン(St:キシダ化学工業製)と5.40gのグリシジルメタクリレート(GMA;東京化成工業株式会社)、0.12gのジビニルベンゼン(キシダ化学工業株式会社)、345gのイオン交換水をはかりとり、混合液を得た後、この混合液を200rpmで撹拌しながら70℃に保持し、窒素バブリングを30分間行った。次に、窒素バブリングを窒素フローに切り替え、別途調製しておいた0.18gのV-50(富士フイルム和光純薬製)を15.0gのイオン交換水に溶解させた溶解液を上記混合液に加えることで、ラジカル重合(ソープフリー乳化重合)を開始させた。重合開始から2時間後、ラジカル重合反応場に0.92gのGMAを加え、さらに8時間、200rpmで撹拌しながら70℃で保持することによって粒子1を含有する分散液1を得た。500ml四つ口丸底フラスコの内容物を室温まで徐冷した後にサンプリングし、プロトンNMR,ガスクロマトグラフィー、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いてラジカル重合転化率を評価したところ、実質的に100%であることを確認した。粒子1のキュムラント粒径は210nmであった。
「実施例2」(粒子2の合成)
20gの分散液1を200ml四つ口丸底フラスコにはかりとり、100rpmで撹拌しながら4℃に保持した状態で、上記200ml四つ口丸底フラスコの外部から超音波(28kHz、100W)を照射しながら、全量で4.82gのジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(DEG-3APE;東京化成工業製)を2.0g/分の速度で分散液1と混合し、混合液2を調整した。その後、混合液2を100rpmで撹拌しながら24時間、40℃で保持することにより、粒子1のポリグリシジルメタクリレートに由来するグリシジル基とDEG-3APEに由来する一級アミンとを反応させ、粒子1にDEG-3APEを片末端で結合させた粒子2’を得た。粒子2’を4℃、27000G、20分、3回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が5wt%になるようにイオン交換水で調整し、更にトリスヒドロキシメチルアミノメタン(Tris;東京化成工業製)1.48gを添加後、撹拌することでTrisを溶解した。次にトリエチルアミン(キシダ化学工業製)によりpHが11になるように調整し、70℃、24時間、撹拌した。その後4℃、27000G、20分で遠心分離を行い、上清を廃棄し、イオン交換水で沈殿物を再分散する精製を計5回行った。次に、再度、遠心精製を行い、固形分率が1wt%となるようにメタノールに再分散することで分散液2’を調整した。次に、粒子2’が0.63gとなるようにはかりとった分散液2’に、あらかじめ秤量しておいた無水コハク酸(東京化成工業製)と無水酢酸(東京化成工業製)の1:3(mol分率)混合試薬2.77gを加え、5時間、30℃で振とうすることにより、粒子2’に由来する一級アミンと無水コハク酸を反応させ、粒子1にDEG-3APEを介してカルボキシ基を導入した粒子2を得た。粒子2は3等分し、以下の3通りの方法によって処理し、トリエチルアミンを塩基としてカルボキシ基を中和した粒子2-1、ナトリウムを塩基としてカルボキシ基を中和した粒子2-2、カルボキシ基を中和しない粒子2-3の水分散液を得た。
(i)粒子2-1の調整方法
粒子2を27000G、20分、3回の条件で3wt%トリエチルアミン水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製した。
(ii)粒子2-2の調整方法
粒子2を27000G、20分、3回の条件で0.1NのNaOH水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製した。
(iii)粒子2-3の調整方法
粒子2を27000G、20分、3回の条件でメタノールを用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製した。
粒子2-1の各種特性を表1にまとめた。また、粒子2-1、粒子2-2、粒子2-3の水分散液の分散安定性を表2で比較した。
「実施例3」(粒子3の合成)
無水コハク酸の代わりに無水マレイン酸(東京化成工業製)を用いた以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子3の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例4」(粒子4の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の3:17(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子4の水分散液を得た。
「実施例5」(粒子5の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の9:11(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子5の水分散液を得た。
「実施例6」(粒子6の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の2:23(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子6の水分散液を得た。
「実施例7」(粒子7の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の1:1(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子7の水分散液を得た。
「実施例8」(粒子8の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の1:4(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子8の水分散液を得た。
「実施例9」(粒子9の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の1:9(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子9の水分散液を得た。
「実施例10」(粒子10の合成)
Trisを2-アミノ-1,3-プロパンジオールに変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子10の水分散液を得た。
「実施例11」(粒子11の合成)
20gの分散液1を200ml四つ口丸底フラスコにはかりとり、100rpmで撹拌しながら4℃に保持した状態で、上記200ml四つ口丸底フラスコの外部から超音波(28kHz、100W)を照射しながら、全量で4.82gのジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル(DEG-3APE;東京化成工業製)を2.0g/分の速度で分散液1と混合し、混合液2を調整した。その後、混合液2を100rpmで撹拌しながら24時間、40℃で保持することにより、粒子1のポリグリシジルメタクリレートに由来するグリシジル基とDEG-3APEに由来する一級アミンとを反応させ、粒子1にDEG-3APEを片末端で結合させた粒子11’を得た。粒子11’を4℃、27000G、20分、3回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分率が1wt%となるようにメタノールに再分散することで分散液11’’を調整した。次に、粒子11’が0.63gとなるようにはかりとった分散液11’’に、あらかじめ秤量しておいた無水コハク酸(東京化成工業製)と無水酢酸(東京化成工業製)の1:3(mol分率)混合試薬2.77gを加え、5時間、30℃で振とうすることにより、粒子11’’に由来する一級アミンと無水コハク酸を反応させ、粒子1にDEG-3APEを介してカルボキシ基を導入した。得られた粒子を27000G、20分、3回の条件で3wt%トリエチルアミン水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製することで粒子11の水分散液を得た。
「実施例12」(粒子12の合成)
20gの分散液1を200ml四つ口丸底フラスコにはかりとり、100rpmで撹拌しながら4℃に保持した状態で、上記200ml四つ口丸底フラスコの外部から超音波(28kHz、100W)を照射しながら、全量で4.21gのビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エーテル(DEG-2AEE;東京化成工業製)を2.0g/分の速度で分散液1と混合し、混合液12を調整した。その後、混合液12を100rpmで撹拌しながら24時間、40℃で保持することにより、粒子1のポリグリシジルメタクリレートに由来するグリシジル基とDEG-2AEEに由来する一級アミンとを反応させ、粒子1にDEG-2AEEを片末端で結合させた粒子12’を得た。粒子12’を4℃、27000G、20分、3回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が5wt%になるようにイオン交換水で調整し、更にTris1.48gを添加後、撹拌することでTrisを溶解した。次にトリエチルアミンによりpHが11になるように調整し、70℃、24時間、撹拌した。その後4℃、27000G、20分で遠心分離を行い、上清を廃棄し、イオン交換水で沈殿物を再分散する精製を計5回行った。次に、再度、遠心精製を行い、固形分率が1wt%となるようにメタノールに再分散することで分散液12’’を調整した。次に、粒子12’’が0.63gとなるようにはかりとった分散液12’’に、あらかじめ秤量しておいた無水コハク酸(東京化成工業製)と無水酢酸(東京化成工業製)の1:3(mol分率)混合試薬2.77gを加え、5時間、30℃で振とうすることにより、粒子12’’に由来する一級アミンと無水コハク酸を反応させ、粒子1にDEG-2AEEを介してカルボキシ基を導入した粒子12を得た。粒子12は、27000G、20分、3回の条件で3wt%トリエチルアミン水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製し、粒子12の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例13」(粒子13の合成)
20gの分散液1を200ml四つ口丸底フラスコにはかりとり、100rpmで撹拌しながら4℃に保持した状態で、上記200ml四つ口丸底フラスコの外部から超音波(28kHz、100W)を照射しながら、全量で2.54gの1,6-ヘキサンジアミン(東京化成工業製)を2.0g/分の速度で分散液1と混合し、混合液13-1を調整した。その後、混合液13-1を100rpmで撹拌しながら24時間、40℃で保持することにより、粒子1のポリグリシジルメタクリレートに由来するグリシジル基と1,6-ヘキサンジアミンに由来する一級アミンとを反応させ、粒子1に1,6-ヘキサンジアミンを片末端で結合させた粒子13’を得た。粒子13’を4℃、27000G、20分、8回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が10wt%となるようにイオン交換水に再分散することで分散液13’を調整した。次に、粒子13’が0.63gとなるようにはかりとった分散液13’に3.81gのエチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDE;東京化成工業製)を加え、24時間、30℃で振とうした後、さらに、アンモニア換算でEGTEに対して10倍モルの28%アンモニア水溶液(東京化成工業製)を添加し、24時間、70℃で振とうすることで粒子13’’を得た。粒子13’’を4℃、27000G、20分、8回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が5wt%になるようにイオン交換水で調整し、更にTris1.48gを添加後、撹拌することでTrisを溶解した。次にトリエチルアミンによりpHが11になるように調整し、70℃、24時間、撹拌した。その後4℃、27000G、20分で遠心分離を行い、上清を廃棄し、イオン交換水で沈殿物を再分散する精製を計5回行った。次に、再度、遠心精製を行い、固形分率が1wt%となるようにメタノールに再分散することで分散液13’’’を調整した。次に、粒子13’’’が0.63gとなるようにはかりとった分散液13’’’に、あらかじめ秤量しておいた無水コハク酸(東京化成工業製)と無水酢酸(東京化成工業製)の1:3(mol分率)混合試薬2.77gを加え、5時間、30℃で振とうすることにより、粒子5’’’に由来する一級アミンと無水コハク酸を反応させ、粒子1に1,6-ヘキサンジアミンとEGDEを介してカルボキシ基を導入した粒子13を得た。粒子13は、27000G、20分、3回の条件で3wt%トリエチルアミン水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製し、粒子13の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例14」(粒子14の合成)
1,6-ヘキサンジアミンの代わりに1.93gの1,4-ブタンジアミン(東京化成工業製)を用いた以外は、実施例13と同様の操作を行い粒子13の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例15」(粒子15の合成)
1,6-ヘキサンジアミンの代わりに1.32gのエチレンジアミン(東京化成工業製)を用いた以外は、実施例13と同様の操作を行い粒子15の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例16」(粒子16の合成)
1,6-ヘキサンジアミンの代わりに1.62gの1,2-プロパンジアミン(東京化成工業製)を用いた以外は、実施例13と同様の操作を行い粒子16の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例17」(粒子17の合成)
1,6-ヘキサンジアミンの代わりに4.82gのDEG-3APEを用いた以外は、実施例13と同様の操作を行い粒子17の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例18」(粒子18の合成)
20gの分散液1を200ml四つ口丸底フラスコにはかりとり、100rpmで撹拌しながら4℃に保持した状態で、上記200ml四つ口丸底フラスコの外部から超音波(28kHz、100W)を照射しながら、はかりとった分散液1に含有されるグリシジル基量に対して50倍モルの28%アンモニア水を2.0g/分の速度で分散液1と混合し、混合液10-1を調整した。その後、混合液10-1を100rpmで撹拌しながら24時間、70℃で保持することにより、粒子1のポリグリシジルメタクリレートに由来するグリシジル基に一級アミンを付加した粒子18’を得た。粒子18’を4℃、27000G、20分、8回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が10wt%となるようにイオン交換水に再分散することで分散液12’を調整した。次に、粒子18’が0.63gとなるようにはかりとった分散液18’に3.81gのEGDEを加え、24時間、30℃で振とうした後、さらに、アンモニア換算でEGTEに対して10倍モルの28%アンモニア水溶液を添加し、24時間、70℃で振とうすることで粒子18“を得た。粒子18’’を4℃、27000G、20分、8回の条件でイオン交換水を用いて遠心精製した後、固形分が5wt%になるようにイオン交換水で調整し、更にTris1.479gを添加後、撹拌することでTrisを溶解した。次にトリエチルアミンによりpHが11になるように調整し、70℃、24時間、撹拌した。その後4℃、27000G、20分で遠心分離を行い、上清を廃棄し、イオン交換水で沈殿物を再分散する精製を計5回行うことで粒子18’’’を得た。次に、再度、遠心精製を行い、固形分率が1wt%となるようにメタノールに再分散することで分散液18’’’を調整した。次に、粒子18’’’が0.63gとなるようにはかりとった分散液18’’’に、あらかじめ秤量しておいた無水コハク酸(東京化成工業製)と無水酢酸(東京化成工業製)の1:3(mol分率)混合試薬2.77gを加え、5時間、30℃で振とうすることにより、粒子18’’’に由来する一級アミンと無水コハク酸を反応させ、粒子1にEGDEを介してカルボキシ基を導入した粒子18を得た。粒子18は、27000G、20分、3回の条件で3wt%トリエチルアミン水溶液を用いて遠心精製し、さらに、27000G、20分、8回の条件で超純水を用いて遠心精製し、粒子18の水分散液を得た。得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「実施例19」(粒子19の合成)
DEG-3APEの代わりに3.25gのエイレングリコールビス(2-アミノエチル)エーテル(東京化成工業製)を用いた以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子19の水分散液を得た。 得られた粒子の各種特性を表1にまとめた。
「比較例1」(粒子20の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の3:97(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子20の水分散液を得た。
「比較例2」(粒子21の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の3:47(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子21の水分散液を得た。
「比較例3」(粒子22の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の3:2(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子22の水分散液を得た。
「比較例4」(粒子23の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸と無水酢酸の3:1(mol分率)混合試薬に変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子23の水分散液を得た。
「比較例5」(粒子24の合成)
無水コハク酸と無水酢酸の1:3(mol分率)混合試薬を、無水コハク酸のみに変更した以外は、実施例2及び実施例2(i)と同様の操作を行い粒子24の水分散液を得た。
<粒子の非特異吸着抑制能力の評価>
粒子2-1、粒子3、粒子4、粒子5、粒子6、粒子7、粒子8、粒子9、粒子10、粒子11、粒子12、粒子13、粒子14、粒子15、粒子16、粒子17、粒子18、粒子19をそれぞれ、0.1wt%となるようにリン酸緩衝液に分散させた分散液(P液)を調製した。次に、それぞれの分散液30μlに対して、トリオレイン、レシチン、遊離脂肪酸、ウシアルブミン、トリス緩衝液から成る乳び液(Q液)を60μl添加し、撹拌した直後の混合液に対して、波長572nmのける吸光度を測定した。吸光度測定はBiochrom社製分光光度計GeneQuAnt1300を用いた。そして、それぞれの混合液を37℃で5分間静置した後、再び波長572nmにおける吸光度を測定し、吸光度の変化量ΔABS×10000の値を算出した。この結果を表3にまとめた。値が大きいものほど、非特異吸着が生じると解釈されるが、実施形態にも記載した通り、側鎖Aの側鎖長が長くなるとP液とQ液を混合した際に生じる浸透圧由来の粒子間凝集も発生するため、値が大きいからと言って必ずしも非特異吸着が生じているとは断言できない。しかし、この値が大きい粒子は、側鎖Aを介してリガンドを化学結合させ、ラテックス凝集用粒子として用いる場合に、実質的に、非特異吸着による粒子間凝集と浸透圧由来の粒子間凝集とを区別できないため使用し難いとされている。
<側鎖Aとリガンドの化学結合>
粒子2-1、粒子2-2、粒子2-3、粒子3、粒子4、粒子5、粒子6、粒子7、粒子8、粒子9、粒子10、粒子11、粒子12、粒子13、粒子14、粒子15、粒子16、粒子17、粒子18、粒子19をそれぞれ、1.0wt%となるようにリン酸緩衝液に分散させた分散液を1μlずつ調整した。これらの分散液に、それぞれ、0.055mgの1-[3-(ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド](富士フイルム和光純薬製)を10μlのリン酸緩衝液に溶解させた溶解液を加えた後、モノクローナル マウス アンチユーマン C-反応性タンパク(以下、CRP抗体)のクローンC5(フナコシ製)の4.9mg/ml分散液を5μlとクローンC6(フナコシ製)の5.8mg/ml分散液を5μl加え、室温で180時間振とうすることで、側鎖Aが末端に有するカルボキシ基とリガンドとを化学結合させ、ラテックス凝集用粒子を得た。次に、4℃、15000rpm、3回の条件でラテックス凝集用粒子を遠心精製し、最終的に1mlリン酸緩衝液に分散させた分散液(以下、R2と称する)として保存した。以下、ラテックス凝集用粒子の名称は、粒子名称をそのまま踏襲し、ラテックス凝集粒子2-1、ラテックス凝集用粒子3のように表現する。カルボキシ基を金属塩基や有機塩基で中和した場合に、カルボキシ基とリガンドとの反応性がどの程度異なるかを比較する目的で、ラテックス凝集用粒子2-1、ラテックス凝集用粒子2-2、ラテックス凝集量粒子2-3のリガンド結合量を表4にまとめた。
<ヒトCRP抗原に対する粒子間凝集性評価>
ヒトCRP(シグマ製C4063,C反応性タンパク質 ヒト血漿由来、32mg/dl)を1μlと、緩衝液(デンカ生研 CRP-L オート「TBA」の緩衝液(R-1))を50μlとを混合した混合液(以下、R1+と称する)を調製し、37℃に保温した。また、コントロールとして、リン酸緩衝液を1μlと、緩衝液(デンカ生研 CRP-L オート「TBA」の緩衝液(R-1))を50μlとを混合した混合液(以下、R1-と称する)を調製し、同じく37℃に保温した。次に、実施例21で調整した各ラテックス凝集用粒子を含有するR2を50μlとR1+あるいはR1-とを混合し、撹拌した直後の混合液に対して、波長572nmにおける吸光度を測定した。吸光度測定はBiochrom社製分光光度計GeneQuant1300を用いた。そして、この混合液を37℃で5分間静置した後、再び波長572nmにおける吸光度を測定し、吸光度の変化量ΔABS×10000の値を算出した。この一連の評価を、実施例10において調製した直後のR2、調整後24時間経過した後のR2,調整後72時間経過した後のR2のそれぞれに対して行った。結果を表5にまとめた。ラテックス凝集粒子17に関しては、R1-を用いた場合のΔABS×10000が1000を超えておりbadと評価したが、少なくとも調整直後においては、R1+が非常に高い値を示していることはポジティブな結果ととらえている。本実施例において評価したR1+を用いた場合のΔABS×10000は何れのラテックス凝集粒子に対してもfair以上の値を示し、十分な感度を備えていると判断できるが、ラテックス凝集粒子2-1、ラテックス凝集粒子3から19は顕著に高い値を示しており、良好な結果としてとらえている。
Figure 0007384594000012
Figure 0007384594000013
Figure 0007384594000014
Figure 0007384594000015
Figure 0007384594000016

Claims (26)

  1. ポリマーを含む粒子であって、
    前記ポリマーは、スチレン系単量体に由来するユニット、グリシジル(メタ)アクリレートに由来し側鎖Aを有するユニット、及び、グリシジル(メタ)アクリレートに由来し側鎖Bを有するユニットを有し、
    記側鎖Aの末端にカルボキシ基を有し、前記側鎖Aの分子構造中にエステル結合とアミド結合を有し
    記側鎖Bの末端にアルキル基を有し
    前記カルボキシ基及び前記アルキル基が、少なくとも前記粒子の表面に存在し、
    前記粒子を水中に分散させたときのゼータ電位がマイナス40mV以上マイナス5mV以下であることを特徴とする粒子。
  2. 前記側鎖Bが末端に有するアルキル基が、メチル基であることを特徴とする請求項1に記載の粒子。
  3. 前記側鎖Aを有するユニット及び前記側鎖Bを有するユニットが下記式(10)で表され、
    前記側鎖Aを有するユニットにおいては、R3はアミド結合及びカルボキシ基を含む基であり、
    前記側鎖Bを有するユニットにおいては、R3はアミド結合及びメチル基を含む基であることを特徴とする請求項1に記載の粒子。
    (R1はHまたはCH である。L4は複数の原子間ボンドを有する部分構造である。)
  4. 前記側鎖Aを有するユニットのR3は下記式(11)及び下記式(12)のいずれかであり、前記側鎖Bを有するユニットのR3は下記式(13)であることを特徴とする請求項3に記載の粒子。
    (※1はL4の末端原子との結合位置を示す。)
  5. 前記側鎖Aを有するユニット及び前記側鎖Bを有するユニットにおいて、前記L4が下記式(2)で表される部分構造を有することを特徴とする請求項3に記載の粒子。
    (nは整数)
  6. 前記側鎖Aを有するユニット及び前記側鎖Bを有するユニットにおいて、前記L4は下記式(L4-1)、下記式(L4-2)及び下記式(L4-3)からなる群から選択される少なくとも1種の化学構造であることを特徴とする請求項4に記載の粒子。
    (※2は炭素原子との結合位置を示す。※3は窒素原子との結合位置を示す。式(L4-1)の繰り返し数nは1以上2以下の整数を示す。式(L4-2)の繰り返し数nは1以上6以下の整数を示す。)
  7. 前記側鎖Aを有するユニット及び前記側鎖Bを有するユニットにおいて、前記L4は、前記式(L4-1)、前記式(L4-2)及び前記式(L4-3)からなる群から選択される1以上2以下の種からなる化学構造であることを特徴とする請求項6に記載の粒子。
  8. 前記側鎖Aを有するユニットと前記側鎖Bを有するユニットとが下記式(1)の関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の粒子。
    10≦[側鎖Aを有するユニットの数]/[[側鎖Aを有するユニットの数]+[側鎖Bを有するユニットの数]]×100≦50・・・式(1)
  9. 前記側鎖Bの分子構造中にエステル結合とアミド結合とを有することを特徴とする請求項1に記載の粒子。
  10. 前記ポリマーがさらに、末端に水酸基を有する側鎖Cを有するユニットを有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の粒子。
  11. 前記水酸基が、前記粒子表面に存在することを特徴とする請求項10に記載の粒子。
  12. 前記側鎖Cを有するユニットが下記式(3)~(6)の何れかの化学構造であることを特徴とする請求項10または11に記載の粒子。
    (MはNHまたはSである。R1はHまたはCH、R2はアルキレン基である。)
  13. 前記側鎖Aを有するユニットを下記式(7)で表記した場合、
    X1からX2を直線状に結ぶ原子間のボンドの和が18以上24以下であり、X1がCHであり、かつ、X2がCHまたはCH、であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の粒子。
    (Lは複数の原子間ボンドを有する部分構造である。R1はHまたはCHである。)
  14. 前記式(7)のX1及びX2をCH基で置換した場合に、X1-L-X2のハンセン溶解度パラメータにおける水素結合項の値が、8.3以上10.5以下であることを特徴とする請求項13に記載の粒子。
  15. 前記式(7)のX1-L-X2が、下記式(8)または下記式(9)で表される構造を有することを特徴とする請求項13または14に記載の粒子。
  16. 前記式(7)のX1-L-X2がアミン由来の窒素原子を有し、前記窒素原子の数が2以下であることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載の粒子。
  17. 前記式(7)のX1-L-X2が、下記構造Aまたは構造Bのいずれかであることを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の粒子。
  18. 前記側鎖Aが末端に有するカルボキシ基有機塩で中和されていることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の粒子。
  19. 前記ポリマーが、架橋性を有するラジカル重合性単量体に由来するユニットを有することを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の粒子。
  20. 前記架橋性を有するラジカル重合性単量体に由来するユニットは、ジビニルベンゼンに由来するユニットであることを特徴とする請求項19に記載の粒子。
  21. 前記粒子は、凝集法に用いられることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載の粒子。
  22. 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の粒子に、前記側鎖Aを介してリガンドが結合しているアフィニティー粒子。
  23. 前記アフィニティー粒子が、前記リガンドとして抗原又は抗体と結合している凝集法用粒子であることを特徴とする請求項22に記載のアフィニティー粒子。
  24. 請求項22または23に記載のアフィニティー粒子を含有することを特徴とする体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるための試薬。
  25. 請求項24に記載の試薬を少なくとも備えることを特徴とする体外診断による検体中の標的物質の検出に用いるためのキット。
  26. 体外診断による検体中の標的物質の検出方法であって、請求項24に記載の試薬と、標的物質を含む可能性のある検体とを混合することを特徴とする検出方法。
JP2019153211A 2019-08-23 2019-08-23 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法 Active JP7384594B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019153211A JP7384594B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法
US16/986,649 US20210055286A1 (en) 2019-08-23 2020-08-06 Particle, affinity particle, and reagent, kit and detection method containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019153211A JP7384594B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021031589A JP2021031589A (ja) 2021-03-01
JP7384594B2 true JP7384594B2 (ja) 2023-11-21

Family

ID=74645288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019153211A Active JP7384594B2 (ja) 2019-08-23 2019-08-23 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210055286A1 (ja)
JP (1) JP7384594B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351814A (ja) 1996-02-05 2000-12-19 Hiroshi Handa 新規重合体及びこれを用いた物質のスクリーニング方法
JP2008081574A (ja) 2006-09-27 2008-04-10 Jsr Corp 磁性粒子およびその製造方法、ならびにプローブ結合粒子
WO2016039293A1 (ja) 2014-09-08 2016-03-17 Jsr株式会社 固相担体、リガンド結合固相担体、標的物質の検出又は分離方法、及び前記固相担体の製造方法
JP2016057105A (ja) 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 固相担体、リガンド結合固相担体、標的物質の検出又は分離方法、及び前記固相担体の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4355190B2 (ja) * 2003-10-10 2009-10-28 独立行政法人科学技術振興機構 生物学的被検体の高速検出方法
EP4023682A4 (en) * 2019-08-30 2023-11-08 Canon Kabushiki Kaisha PARTICLES, AFFINITY PARTICLES HAVING A LIGAND FOR A TARGET SUBSTANCE, IN VITRO DIAGNOSTIC REAGENT AND KIT COMPRISING THEM, AND METHOD FOR DETECTING A TARGET SUBSTANCE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000351814A (ja) 1996-02-05 2000-12-19 Hiroshi Handa 新規重合体及びこれを用いた物質のスクリーニング方法
JP2008081574A (ja) 2006-09-27 2008-04-10 Jsr Corp 磁性粒子およびその製造方法、ならびにプローブ結合粒子
WO2016039293A1 (ja) 2014-09-08 2016-03-17 Jsr株式会社 固相担体、リガンド結合固相担体、標的物質の検出又は分離方法、及び前記固相担体の製造方法
JP2016057105A (ja) 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 固相担体、リガンド結合固相担体、標的物質の検出又は分離方法、及び前記固相担体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210055286A1 (en) 2021-02-25
JP2021031589A (ja) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023126848A (ja) 粒子、粒子の製造方法、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬及びキット、並びに標的物質の検出方法
WO2021039982A1 (ja) 粒子、標的物質に対するリガンドを有するアフィニティー粒子、及び、これを含む体外診断用試薬およびキット、並びに標的物質の検出方法
US20220227984A1 (en) Particle and method for producing particle
JP7406327B2 (ja) 粒子、凝集法用粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法
JP7091128B2 (ja) 粒子、及びその製造方法
WO2019208711A1 (ja) 粒子、及びその製造方法
JP7384594B2 (ja) 粒子、アフィニティー粒子、及び、これを含む試薬、キット、並びに検出方法
JP7360846B2 (ja) 検体検査用粒子およびその製造方法
JP7399675B2 (ja) 粒子およびその製造方法
JP7393896B2 (ja) 粒子およびその製造方法
WO2022209952A1 (ja) 粒子、及びその製造方法
JP7091129B2 (ja) 粒子、及びその製造方法
JP7150463B2 (ja) 粒子、粒子の製造方法、アフィニティー粒子、及び、これを含む検査試薬及び検査キット、並びに標的物質の検出方法
JP2021036230A (ja) 粒子及びその製造方法、アフィニティー粒子、検査試薬、検査キット、並びに検出方法
JPS636463A (ja) 反応性重合体粒子の製造方法
JPH0215566B2 (ja)
JPS6116912A (ja) 重合体粒子の製造方法
JPS62138502A (ja) 重合体粒子
JPH0713641B2 (ja) 診断用試薬の製造方法
JP2021063734A (ja) 粒子、およびその製造方法、並びにその粒子を用いた標的物質の検出方法
JPH04218772A (ja) 診断用試薬
JP2022158904A (ja) 粒子、及びその製造方法
JPH0613567B2 (ja) 反応性重合体粒子及びその製造方法
JPS61255907A (ja) 反応性重合体粒子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20220630

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230426

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230710

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231109

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7384594

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150