JPH01266111A - 含フッ素ポリマーラテックス及びその用途 - Google Patents

含フッ素ポリマーラテックス及びその用途

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JPH01266111A
JPH01266111A JP9397588A JP9397588A JPH01266111A JP H01266111 A JPH01266111 A JP H01266111A JP 9397588 A JP9397588 A JP 9397588A JP 9397588 A JP9397588 A JP 9397588A JP H01266111 A JPH01266111 A JP H01266111A
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latex
fluorine
polymer
atom
monomer
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JP9397588A
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Tetsuo Shimizu
哲男 清水
Seitaro Yamaguchi
誠太郎 山口
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、含フツ素ポリマーラテックス及びその用途、
詳しくは免疫学的診断試薬に関するものである。
〔従来の技術〕
ラテックスに抗原又は抗体を吸着させ、これを用いて血
清中の対応する抗原又は抗体を抗原−抗体反応に基づく
ラテックスの凝集反応として検出する免疫血18学的診
断法は、その簡便性と迅速性の故に臨床検査の分野にお
いて広く行われている。
この目的に使用されるラテックスとしては(1)ポリス
チレン又はスチレンとスチレンスルホン酸、アクリル酸
、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アセト
ニトリルとの共重合体等からなるラテックス(特開昭5
4−89019号公報参照’) 、(2)テトラフルオ
ロエチレンとへキサフルオロプロペン及び/又はパーフ
ルオロアルキルビニルエーテルとの共重合等からなるラ
テックス(特開昭61−247966号公報参照) 、
(3)アクリル酸フルオロアルキルエステル及びアクリ
ル酸誘導体からなるラテックス(特開昭61−1559
59号、特開昭61−155960号、特開昭61−2
18946号公報参照)が知られている。また、これら
のラテックスを用いた場合の測定方法としては凝集反応
を黒い板上で行い目視観察によるか、又は分光学的方法
による定量的方法が用いられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記のラテックスを免疫学的診断試薬に使用す
る場合、次のような問題点がある。
(1)ポリスチレン等の炭化水素からなる高分子は屈折
率が高く、水との屈折率の差が大きいため、ラテックス
の濁度が高く、凝集反応の定量が困難である。
(2)特開昭61−247966号公報におけるような
テトラフルオロエチレンとへキサフルオルプロペンおよ
び/またはパーフルオルアルキルビニルエーテルとの共
重合体(以下、EPE)等の含フツ素ポリマーラテック
スは透明性に優れているが、比重が大きく、又、表面電
荷密度を高め難いためにポリマーの分散安定性が劣る。
また、重合の際、耐圧容2Nが必要であったり、さらに
、高価な乳化剤を添加するため、装置的経済的に不利で
ある。
(3)含フツ素ポリマーラテックスに免疫活性物質を物
理吸着または化学吸着させる前にラテックスを精製する
必要があるが、工業的には遠心分離洗浄が好ましい。ポ
リマーのガラス転移温度が低くポリマーが柔らかい場合
、この遠心分離行程でポリマー粒子同士が融着や凝集を
起こす、従って、特開昭61−155959号公報等に
記載されたラテックスは含ふっ素ポリマーラテックスで
はあるが、そこで使用されている含フツ素単量体を重合
して得られるポリマーのガラス転移温度は低く、多官能
性内部架橋用単量体を用いてガラス転移温度を高める必
要性を記載している。多官能性内部架橋用811体を乳
化共重合した場合、重合時に凝集ポリマーを生じ易いた
め生産性を著しく低下させ、粒子径分布を広くする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、含フツ素重合体であるヘキサフルオロネ
オペンチル(メタ)アクリレートの重合体が特異的に高
いガラス転移温度を有するため、このものを主成分とす
るラテックスが上記問題点を解決することを発見し、本
発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は、 (,11)一般式: (式中、Xは水素原子5.フッ素原子、塩素原子又はメ
チル基、Rはメチル基又はトリフルオロメチル基、nは
0又は1を表す、) で示される単量体60〜100重看%及び(b)前記(
a)の単量体と共重合しうるオレフィン化合物O〜40
重量%からなる単独重合体又は共重合体を主成分とする
含フツ素ポリマーラテックス及び前記ラテックスに免疫
活性物質を吸着させてなる免疫学的診断試薬に存する。
本発明の含フ・7素ポリマーラテツクスは前記の(メタ
)アクリル酸エステルを少なくとも一種単独重合又は共
重合したものであってもよく、また前記の(メタ)アク
リル酸エステルと共重合しつる(+)以外の、i11!
!!体を40重量%以下の割合で共重合したものであっ
てもよい。共重合しうる単量体は特に限定されるもので
はないが、水61基やアミノ基、カルボキシル基のよう
な親水性基を含む単量体がこのましく、特に−管式: %式%() (式中、Xは水素原子、)yX原子又はメチル基、Yは
水素原子、アルカリ金属原子又はアンモニウム基を表す
。) で示されるオレフィン化合物が好ましい。
本発明の含フツ素ポリマーラテックスは、前記の各単量
体を水性媒体中にて、ラジカル重合開始剤を使用して、
通常の方法により乳化重合することによって得られる0
重合開始剤としては、アブビスイソブチロニトリル、イ
ソブチリルパーオキシド、オクタノイルパーオキソド、
ジ−イソ−プロピルパーオキシジーカー皐−ト、または
弐(CI(CFffiCFCl)fcF、cOo) !
及び(X(CFtCFt)、C00) z(式中、Xは
水素原子、フッ素原子又は塩素原子)で表される含フツ
素有機過酸化物等を用いることができる。特に過硫酸ア
ンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過
硫酸塩や、これら過硫酸塩とチオ硫酸ナトリウム、チオ
硫酸カリウム、チオ硫酸水素ナトリウム等のようなチオ
硫酸塩、または亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜
硫酸水素ナトリウム等のような亜硫酸塩および硫酸鉄(
■)等の遷移金属の塩類とのレドックス開始剤が好まし
く用いられる。
本発明の新規含フツ素ポリマーの熱分解温度の向上や分
子量分布の調整の目的で、メルカプタン類等の連鎖移動
剤を用いてもよい。連鎖移動剤を用いる場合の連鎖移動
剤の添加割合は、モノマー100!i1部に対し通常0
.01−1重量部である。
重合温度は通常0〜100℃の範囲で上記重合開始剤の
分解温度との関係で決められるが、多くの場合lO〜8
0℃の範囲が好ましく採用される。
重合に際しては、乳化剤を使用してもしなくてもよい。
乳化剤としては慣用の炭化水素非イオン性またはイオン
性界面活性剤が使用可能である。が、水溶性フッ素系界
面活性剤も使用可能である0例えば、一般式二 X (CF、) lIC0O11 (式中、Xは水素原子、塩素原子またはフン原子、nは
6〜12の整数) 又は一般式: %式% (式中、Xはフッ素原子または低級パーフルオロアルキ
ル基、mは1〜5の整数、nは0〜10の整数) 等で表される化合物及びそれらの塩類が挙げられる。
上記重合反応で調整することができる本発明の含フツ素
ポリマーの屈折率(n m”)は、■、37〜1.45
、ガラス転移温度は120〜160℃であり、常温で造
膜しない性質を有する。また、乳化重合において得られ
る本発明の含フツ素ポリマーラテックスの濃度は、通常
0.1〜50重喰%の範囲である。
次に、本発明の免疫学的診断試薬について説明する。本
発明の免疫学的診断試薬は前記したポリマーラテックス
に免疫活性物質を吸着させることによって得ることがで
きるものである。まず、ラテックスに免疫活性物質すな
わち抗原(又は抗体)となるタンパク質の水溶液を混合
することによって達せられ特に限定されるものではない
が、好適な吸着方法としては次の方法を用いることが推
薦される。すなわち、抗原(又は抗体)となるタンパク
質をPH8,2のトリスヒドロキシメチルアミツメタフ
4M街溶液(以下、トリス緩衝溶/PfL)に溶解して
タンパク質i1度を0.1−10μg/mlとする。こ
れをラテックスと混合後、2〜5℃で24時間放置する
ことにより、タンパク質をラテックス粒子に吸着させる
又、上記の物理吸着以外に化学的に共有結合固定化させ
ることもできる。すなわち、ラテックス粒子に直接ある
いはスペーサー基を介して免疫活性物質を固定化させる
ことができる0本発明のラテックス粒子はアクリル酸誘
導体を単量体成分として含む単量体混合物を乳化共重合
させることにより得るのでこのアクリル酸誘導体に由来
するカルボキシル基がスペーサー基あるいは免疫活性物
質を共有結合にて結合するための官能基として機能する
。上記スペーサー基として用い得る化合物は少なくとも
二官能性の有機化合物であり、多官能性の重合体を排除
するものではないが、特に炭素数1−12の炭素数を有
する二官能性の有機化合物が好ましい0例えば、ヘキサ
メチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、キシリレ
ンジアミン等のジアミン類、グリシン、β−アミノプロ
ピオン酸、γ−アミノ酸類、グリシン、t−アミノカプ
ロン酸、ε−アミノカプリル酸等のアミノアルキルカル
ボン酸、リジン、グルタミン酸、β−アラニン、アルギ
ニン、グリシルグリシルグリシン等のアミノ酸類等が好
ましく用いられるが、これらに限定されるものではない
。このスペーサー基は予め重合体粒子に結合させ、この
後にこのスペーサー基と免疫活性物質に結合させても良
く、あるいはスペーサー基を予め免疫活性物質に結合さ
せ、これを重合体粒子に結合させてもよい、さらに、必
要い応じて重合体粒子及び免疫活性物質の両方に予めス
ペーサー基を結合させ、これらを相互に結合させること
もできる。前記した官能基を有するラテックス粒子に直
接に免疫活性物質を固定化し、又は重合体粒子にスペー
サー基を結合し、またこのスペーサー基に免疫活性物質
を共有結合にて固定化するための方法は特に制限されず
、従来より知られている任意の方法によることができる
以上の操作によってラテックスに抗原(又は抗体)が吸
着し、抗原−抗体反応測定用試薬ができる。
ラテックスに吸着させる免疫活性物質としてはヒト及び
動物免疫グロブリン、変性免疫グロブリン、α−フェト
プロティン、C反応性タンパク(CRP)や肝炎ウィル
ス関連抗原、風疹HA抗原等の各種ウィルス抗原、トキ
ソプラズマ、梅毒トレボネーマ等の種々の細菌、真直、
毒素等の微生物抗原、アルブミン、補体成分等の各種型
しょうタンパク成分、エストロゲン、ヒト絨毛性ゴナド
トロピン等の各種ホルモン、抗原応性タンパク抗体、抗
フィブリノーゲン抗体、抗γ−グロブリン抗体等があげ
られる。
なお、非特異的凝集を抑制するため、グアニジン、グア
ニジン塩酸塩、グアニジニウムチオシアン酸塩、尿素を
代表例とするケイオトロピック剤、似ケイオトロピック
剤として塩化リチウム、臭化リチウム、臭化ナトリウl
1、臭化カリウム、ヨウ化リチウム、塩化カルシウム、
臭化カルシウムなど、或は、2−ピロリドン、N−アル
キル−2−ピロリドン、N−アルキル−2−ピペIJl
’7、N−ビニル−2−ピロリドンなど水溶性環状アミ
ド化合物、ε−カプロラクタム、N−メチル−ε−カプ
ロラクタム等のε−カプロラクタム誘導体を添加しても
よい。また、防腐効果を与えるためにアジ化ナトリウム
等の防腐剤を添加してもよい。
次に、本発明の試薬を用い、抗原−抗体反応を測定する
には前記操作により抗原(又は抗体)を吸着させた本発
明の試薬と被検液を混合し、その結果起こる凝集反応を
検知すればよい。すなわち、被検液中に対応する抗体(
又は抗原)が含まれている場合、抗原−抗体反応により
凝集反応が起こる、この凝集反応は試薬と被検液の混合
物における濁度の変化としてとらえることができるから
、分光光度計にてこの濁度の増加により被検液中の抗体
(又は抗原)を定量することが可能である。
この定量は実際には次のようにして行うことができる。
まず、抗体(又は抗原)を一定量含有する標準試料を用
いてこれを種々の倍率で希釈した希釈標準試料を用意し
て対応する抗原(又は抗体)を吸着させた本発明の試薬
と混合し、反応させる。
その反応混合物を光路長10mmのセルに入れ、分光光
度計(日立製作断裂、U−3200型)を用いて一定波
長の光を照射し、その吸光度を測定する。この結果をも
とに、抗体(又は、抗原)の量(1度)と吸光度の関係
について検量線を作成する0次に被検液と抗原(又は抗
体)を吸着させた本発明の試薬を混合し、前述と同様に
して吸光度を測定する。この吸光度と前記検ll線とか
ら被検液中の抗体(又は抗原)の量を定量することがで
きる。
本発明の含フツ素ポリマーラテックスは水性のままで、
あるいは乾燥させた微粉末の状態で上記免疫学的診断試
薬の他にも広範囲な用途が考えられる。例えば、固定化
酵素用担体、各種検査用の標準試料、インキ・化粧品・
プラスチック・塗料用添加剤、静電現像用トナー、マイ
クロカプセル保護・液晶セル用スペーサー材料、セラミ
ックス成形用バインダー、イオンクロマトグラフィー用
カラム充填剤、電子写真用現像剤のクリーニング助剤等
としても利用することができる。
以下、実施例及び比較例により、本発明を更に具体的に
説明する。
実施例1 攪拌機及び還流器付きで容量11のガラス製画つロフラ
スコにイオン交換水380g、CJJ(CF(CFりC
FtO) CF(CFs)COONHa  (A)!T
)  1゜00gを仕込み、窒素雰囲気下で60℃に調
温する。400rp−で撹拌しつつ、減圧渾名によって
精製したヘキサフルオロネオペンチルメタアクリレート
 25gを加えた後、過硫酸カリウム0゜03gを含む
水溶液をfon+と亜硫酸水素ナトリウム0.01gを
含む水溶液を101添加して反応を開始する。約3時間
後にほぼ還流が止まり、生成したラテックスを取り出し
た。ラテックスの4度は4.50重量%、ポリマー粒子
の数平均粒子径0.253μmであった。このラテック
スの粒子径分布を■堀場制作断裂遠心式自動粒度分布測
定装置CAPA−500型で測定し、第1図に示した。
ポリマーのガラス転移温度は示差走査熱量計(Du P
onL社製 1090型)で昇温速度20℃/man、
にて測定した結果、150℃であった。
ポリマーの屈折率はアクゴ光学機器制作断裂アツベ弐屈
折計(温度25℃、ナトリウムD&1589nm)で測
定した結果、1.40、ポリマー密度は1゜56であっ
た。このラテックス約l0−1を4000「ρ懸で約1
5分間遠心分mmにかけたところポリマーはすべて沈降
したが、撹拌すると容易に再分散した。この再分散ラテ
ックスの粒子径分布を第2図に示した。
実施例2 実施例1において昇温後、ヘキサフルオロネオペンチル
メタアクリレート 24.3gとアクリル酸(AA)0
.7gを添加すること以外は実施例1と同様に重合を行
った。ラテックスの濃度は5.14重菫%、ポリマー粒
子の数平均粒子径0゜170μmであった0粒子径分布
を第3図に示した。ポリマーの屈折率は1.41であっ
た。ポリマーのガラス転移温度は117℃、ポリマー密
変は1.56であった。このラテックス約101を40
0Orpmで約15分間遠心分離機にかけたところポリ
マーはすべて沈降したが、撹拌すると容易に再分散した
。この再分散ラテックスの粒子径分布を第4図に示した
この遠心分離洗浄を繰り返してラテックスを精製した後
、このラテックス(2,758体梢%)1.088m1
とヒトガンマグロブリン2mg/m10 。
075m1をト’) スfi4ti?$1’fI l 
3 、 84 +mlニアK 合すせ、5℃で24時間
放置した。ヒトガンマグロブリン(SIGMA CHE
HICAL社製)を吸着させた上述の試薬1,51と種
々の1度に調製した抗ヒトガンマグロブリン(■医学生
物学研究断裂)1.5@1を混合させ分光光度計(日立
製作断裂、(ル3200型)にて波長600nmにおけ
る吸光度をそれぞれ測定した。
彎光度を縦軸とし、抗ヒトガンマグロブリン濃度を横軸
としてグラフを書(と第5図のり、 lの関係カ得うれ
た。抗ヒトガンマグロブリンl暦度約10μg/+ml
から濁度変化が認められる。
実施例3 攪拌機及び還流器付きで容It11のガラス製画つロフ
ラスコにイオン交換水385g、AH72゜00gを仕
込み、窒素雰囲気下で60℃に調温する。600rpm
?’tJ拌しつつ、C11,、CFCOOCH2CF(
CF、)OC3F? (+ I F F A )を25
gを加えた後、過硫酸アンモニウム0.08gを含む水
?8液を15m1添加して反応を開始する。約1時間後
にほぼ還流が止まり、生成したラテックスを取り出した
ラテックスの濃度は5.24重量%、ポリマー粒子の数
平均粒子径0.15μmであった。この1]FFAポリ
マー5.24@唆%を含むラテックスl OOgとイオ
ン交換水285gを仕込み、窒素雰囲気下で60℃に調
節する。600rpmで攪拌しつつ、ヘキサフルオロネ
オペンチル−α−フルオロアクリレート 19.8gを
添加した後、過硫酸アンモニウム0.03gを含む水i
81を15m1を添加し、反応させた。このラテックス
約10a+Iを400Orpmで約15分間遠心分ji
l1機にかけたところポリマーはすべて沈降したが、攪
拌すると容易に再分散した。
比較例1 ヘキサフルオロネオペンチルメタクリレートにかえてC
H,・ClIC0OCF(CPff)2  (パーフル
オロイソプロピルアクリレート)を用いた他は実施例I
と同様にして比較例1のポリマーラテックスを調製した
。このラテックス約101を4000rpmで約15分
間遠心分離機にかけたところポリマーはすべて沈降し、
超音波振動を与えても再分散させることはできず、粒子
径分布の測定は不可能であった。ポリマーのガラス転移
温度は5〜10℃であった。
比較例2 実施例3において2段階目の重合を行う前の11FFA
ポリマーからなるンードラテノクス約10m1を400
0rpmで約15分間遠心分離機にかけたところポリマ
ーはすべて沈降し、超音波振動を与えても完全に再分散
させることはできなかった。遠心分離する前のラテック
スの粒子径分布を図6に、遠心分離後超音波振動を与え
たラテックスの粒子径分布を第7図に示した。なお、こ
のポリマーのガラス転移温度は72〜85℃であった。
比較例3 ポリスチレンラテックス(日本合成ゴム社製、G210
1)粒子径0.197μm、表面電荷密度!3μC/c
mを限外ろ過性により精製し、実施例1と同様な摸作を
行い、吸光度と抗ヒトガンマグロブリン1m度の関係を
第5図のL2に示した。
なお、実施例3のラテックスと同程度の吸光度を得るた
めポリマー濃度を0.00226体積%としたため、ヒ
トガンマグロブリン1眉度は0.23観@/mlテする
。抗ヒトガンマグロブリン濃度約1000μg/mlに
おいても認めうる凝集による濁度変化は極めて小さい。
他方、ポリマー(H度0.1体4t’t%、ヒトガンマ
グロブリン感作110μg/mlでも測定を試みたが吸
光度が大き過ぎて定量は困難であった。
〔発明の効果〕
本発明の含フツ素ポリマーラテックスは、屈折率の低い
(メタ)アクリル酸エステルER4体を主体とする重合
体からなるものなので、f’uPE等の従来の含フツ素
ポリマーラテックスと同様に透明感があるため、分光学
的な抗原−抗体反応の定電的測定が可能で感度も容易に
上げることができる。
また、本発明の含フツ素ポリマーラテックスはEPIE
等の従来の含フツ素ポリマーラテックスに比べて比重が
小さく、親木基を有するオレフィンとの共重合によって
容易に表面電荷密度を高くできるため分散安定性に優れ
ている。また、粒子表面に官能基を導入し、免疫活性物
質を共有結合により固定化することができる。さらに、
製造が容易でソープフリーの重合も可能であるため経済
的装置的にも有利である。
また、本発明の(メタ)アクリル酸エステル誘導体を主
体とする重合体粒子は真球に極めて近いため、粒子の表
面積を粒子径から正確に算出することができる。このこ
とは各種タンパク質の吸着密度を求める場合に有利であ
る。さらに、本発明の(メタ)アクリル酸エステル誘導
体を主体とする重合体はガラス転移温度が特異的に亮い
ため再分散性に極めて優れており、遠心分離洗浄が可能
である。従って、ガラス転移温度を高めるための特別な
単量体を共重合させなくてもラテックスポリマー粒子の
凝集や融着が起きず分散安定性に優れる。このことはラ
テックスへの感作や試薬の保存、免疫反応の再現性はも
ちろん、ラテックスの遠心分離洗浄を可能ならしめる点
で工業的にも極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図及び第6〜7図は、ラテックスの粒子径分布
を表した図であり、第5図は吸光度と抗ヒトガンマグロ
ブリン濃度の関係を表した図であ粒子径(μm) 男1図 粒子径(μm) 第2図 粒子径(μm) 第3図 粒子径(Atrn ) 第47 粒子径(μm) 第6図 粒子径(μm) 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメチ
    ル基、Rはメチル基又はトリフルオロメチル基、nは0
    又は1を表す。) で示される単量体60〜100重量%及び (b)前記(a)の単量体と共重合しうるオレフィン化
    合物0〜40重量%からなる単独重合体又は共重合体を
    主成分とする含フッ素ポリマーラテックス。 2、含フッ素ポリマーのガラス転移温度が110℃以上
    でかつ屈折率が1.45以下である特許請求の範囲第1
    項記載の含フッ素ポリマーラテックス。 3、(b)の単量体が一般式: CH_2=CXCOOY (式中、Xは水素原子、フッ素原子又はメチル基、Yは
    水素原子、アルカリ金属原子又はアンモニウム基を表す
    。) で示される特許請求の範囲第1項又は第2項記載の含フ
    ッ素ポリマーラテックス。 4、(a)一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは水素原子、フッ素原子、塩素原子又はメチ
    ル基、Rはメチル基又はトリフルオロメチル基、nは0
    又は1を表す。) で示される単量体60〜100重量%及び (b)前記(a)の単量体と共重合しうるオレフィン化
    合物0〜40重量%からなる単独重合体又は共重合体を
    主成分とする含フッ素ポリマーラテックスに免疫活性物
    質を物理吸着または化学吸着させてなる免疫学的診断試
    薬。 5、含フッ素ポリマーのガラス転移温度が110℃以上
    でかつ屈折率が1.45以下である特許請求の範囲第4
    項記載の免疫学的診断試薬。 6、(b)の単量体が一般式: CH_2=CXCOOY (式中、Xは水素原子、フッ素原子又はメチル基、Yは
    水素原子、アルカリ金属原子又はアンモニウム基を表す
    。) で示される特許請求の範囲第4項又は第5項記載の免疫
    学的診断試薬。
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JP9397588A Pending JPH01266111A (ja) 1988-04-15 1988-04-15 含フッ素ポリマーラテックス及びその用途

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JP (1) JPH01266111A (ja)

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