JPH02272034A - ポリペプチド薄膜とこれを担持する材料の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は分子集合体からなる１１Ｉ５Ｉと、それを担持
した材料の製造方法に関するものであり、特に生体適合
性の点で優れたペプチド結合を有するアミノ酸の重合体
のｍ１ｌｌとそれを担持した材料の製造方法に関するも
のである。

（前景技術） 分子配列を持った単分子膜（ｓｏｎｏｌａｙｅｒ）およ
び単分子膜が複数積層されてなる累積膜（ｍｏｎｏｌａ
ｙｅｒｓ＝ａｕｌｔｔｌａｙｅｒ）などの分子集合体（
ｍｏｌｅｃｕｌａｒａｓｓｅ■ｂｉｙ）はその超薄性と
ち密性を利用し、エレクトロニクスデバイス用素材や表
面保護用素材の他、気体分子やイオンの選択的透過性を
利用したセンサー用機能性薄膜やマテリアルデリバリ−
用透過制御膜としての広範囲な応用が期待されている。

気−液界面に形成される両親媒性分子の単分子膜を支持
体上に翼積する方法としてはラングミエアープロジェッ
ト法が一般に知られ、この方法で作製された各種のＬＢ
膜は有機超薄膜として近年用途が広がっている〔固体物
理１７　（１２）４５（１９Ｂ２）等参照】。

ＬＢＩＩＩを含む分子集合体は分子の配向と超薄性に基
づ（様々な機能性を発揮するものの、一方で物理的にデ
リケートなため膜構造が破壊されやすく、また化合物に
よっては膜の構造欠陥が多く高密度性が得られないとい
った欠点を持っている。

これらの分子集合体の膜構造を物理的に強化し、均一で
高密度な膜を提供することはあらゆる目的に要求される
ｉｌＨである。

分子集合体の膜構造を物理的に強化するための有効な手
段の一つは分子の架線または重合である。

ＬＢＷＡなどの重合については従来の重合性化合物と重
合様式がＨ，Ｂａｄｅｒら、八ｄｖａｎｅｅｓ　ｉｎ　
ＰｏｌｙｍｅｒＳｅｉｅｎｃｅ＋　　第６４＠、１買（
１９８５年）およびＲ，Ｂｕｓｃｈｌ　ら、Ｍａｃｒｏ
ｍｏｌ、　Ｃｈｅｗ、　５ｕｐｐ１．、第６巻、２４５
買（１９８４年）にまとめられている。

重合性の両親媒性化合物の研究が活発となったのは１９
８０年代に入ってからであり、当初は重合性化合物とし
てビニル系及びジエン、ジアセチレン系の不飽和化合物
を用い、紫外線（ＵＶ）あるいはγ線等の放射線によっ
て重合する方法が広く採用された。しかしこれらの方法
による重合では堅牢な重合体は得られるものの、不飽和
結合の開裂後に分子配列の秩序を維持させることが困難
であった。

Ａ、　ＬａｓｅｈｅｗｓｋｙとＨ，Ｒｉｎｇｓｄｏｒｄ
著、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｃ＋第２１巻、１９３６
頁（１９８８年）に指摘されるように、Ｈの配向はアル
キル鎖の長さと末端親水基の種類に大きく影響される結
果、秩序性の良好な重合性化合物は少数に限られるので
ある。

Ａ、　Ｌａｓｃｈｅｗｓｋｙ　らはまたＪ、　Ａｍ、　
Ｃｈｅ鴎、　Ｓｏｃ、。

第１０９１，７８Ｂ頁（１９８７年）において、放射線
重合等に有用な各種の不飽和結合を有する両親媒性化合
物について、秩序性維持のために重合基がスペーサーグ
ループを介して担持されていることの必要性を開示して
いる。さらに特開昭５７〜１５９５０６号には、放射線
重合による不飽和化合物（界面活性剤）の単分子膜およ
び累積膜の重合フィルムを超濾過膜として利用する例が
示されている。

これらの不飽和結合をもつ化合物放射線によって重合さ
せる従来の技術では次のような諸問題が欠点となる。す
なわち、第１に重合による配列構造の乱れあるいは分子
の無秩序な凝集・析出が起こりやすく、これを避ける目
的でスペーサー基の挿入などの特殊な分子設計を必要と
する。第２に紫外線やγ線の照射は重合性両親媒性分子
としばしば共存する種々の添加物質の分解や変性をもた
らすことが問題となる。第３にこの種の重合で得られた
膜は通常生体適合性に極めて乏しく薬物等°の透過制御
膜等としての生体組機への応用は制限される。

そこで放射線を用いない重合法として例えばジチオール
の酸化重合によってジスルフィド結合を形成する方法が
例えばＪ、Ａｍ、Ｃｈｅａ＋、Ｓｏｃ、＋　　第１０９
１！、４４１９真（１９８７年）に示されており、ある
いは上述の不飽和結合をもつ化合物を開始剤存在下でラ
ジカル重合させる方法が有用である。

しかしながらこれらの方法では、重合時に開始剤を必要
とするため、これを重合完了後に層系から除去する工程
を必要とするほか、酸化還元剤などを含める開始剤が共
存物質へ与える影響も問題となる。

さらに重合形態を改善し生体適合性を向上させたものと
してアミノ酸誘導体の分子膜をカルポジイミドの共存下
で縮合重合させる方法がＪ、ＡｔＣｈｅｓ＋、Ｓｏｃ、
、　　第１０８巻、４８７頁（１９Ｅ１６年）において
試みられているが、この方法でも縮合剤や副生物の残存
が問題となりまた縮合反応の効率を制御する必要が伴う
ため扱いは容易でない。

（発明が解決しようとする課題） 従って本発明の目的は以上の従来法の問題点を解決し、
第１に放射線や重合開始剤を用いることなく重合される
分子配列性の良い重合ｇ４膜およびそれを担持した材料
の製造方法を提供することを目的とし、第２に重合が自
己重合によって自然自発的に高収率で進行する重合ｆ！
ｌ膜とふれを担持した材料の製造方法を提供することを
目的とし、第３には生体適合性の点でも優れた重合性薄
膜を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、 一分子中に疎水部とアミノ酸エステル構造を持つ親水部
を有し、該エステルの離ＷＡ基の共役酸のｐＫａが１４
以下である両親媒性化合物と、一分子中に２つのアミノ
基を持つ両親媒性化合物を含む単分子膜またはその累積
膜を重合することによって得られるポリペプチド薄膜お
よび一分子中に疎水部とアミノ酸エステル構造を持つ親
水部を有し、該エステルの離脱基の共役酸のｐＫａが１
４以下である両親媒性化合物と、一分子中に２つのアミ
ノ基を持つ両親媒性化合物を含む単分子膜を気−液界面
に形成し、該界面において重合させた後で、支持体上に
移しとるか、または前記単分子膜を支持体上に移しとる
か、または前記単分子膜を支持体上に単分子膜または累
積膜として移しとった後で重合させることを特徴とする
ポリペプチド薄膜を担持する材料の製造方法によって達
成された。

本発明の重合単分子膜または累積膜は Ｌａｎｑｓｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法を含む単分子膜
被覆法によって支持体上に担持された超薄膜であり重合
の主鎖がポリペプチドすなわちアミノ酸のアミド結合の
連鎖によって構成されることを特徴とする。すなわち、
本発明の重合膜は下記の反応によって反応活性すなわち
求電子性のエステル基を有する両親媒性アミノ酸誘導体
が縮合重合しアミノ結合の骨格を形成したものである。

ＲＲ ここでｎは２以上の整数を表わす、ＲＳＲ’Ｘについ”
では後述する。

上記のアミノ酸誘導体が重合を起こした場合、反応条件
により重合率（すなわちｎの大小）に差が出る。それを
補い、より強固な重合ネットワークを作るのがジアミノ
部分を有する第２の両親媒性化合物である。アミド結合
の連鎖の末、必ず残るエステル基同志をこの第２の両親
媒性化合物が架橋をする役目を果たす、化合物例につい
ては後に詳述する。

本発明の重合薄膜の形成方法について説明する。

重合薄膜の形成には気−液界面での重合と支持体上での
重合の２種のいずれも用いることができる。

気−液界面で重合を行うためには、本発明の両親媒性の
アミノ酸エステル誘導体モノマーと両親媒性ジアミノ誘
導体モノマーの混合単分子膜を単分子膜製造用トラフの
水相（ｓｕｂｐｈａｓｅ）上に適当なを機溶媒より展開
して作製し、水面上で適当な時間、好ましくは３０分〜
ｌＯ数時間の間装置しておけばよい、水相は純水もしく
は緩衝液等の塩溶液が使用でき、好ましくはそのｐ　Ｈ
を用いるモノマーのエステル分解の平衡定数に依存し５
〜９の範囲内で制御する。

水相の温度は室温から６０℃までの範囲が好ましく、反
応を促進するためには高い温度が選ばれる。反応中の単
分子膜の表面圧力は５〜４０ｄｙｎｅ／Ｃ１１に保つこ
とが好ましく、１０〜２５　ｄｙｎｅ／　ｃｌに保つこ
とがより好ましい。表面圧力は通常一定値に制御される
が、反応の進行とともに増加もしくは減少させてもよい
。反応終了後に水面上の重金膜を１．ａｎｇｍｕｉｒ−
Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法（垂直浸漬法）、水平付着法などの
方法によって親水性もしくは疎水性の支持体上に１層な
いし多数層を順次移し取ることにより、重合単分子膜は
重合累積膜が形成される。

第２の方法は前記両親媒性のアミノ酸エステル誘導体モ
ノマーと両親媒性ジアミノ誘導体モノマーの混合単分子
膜を水面上に形成しこれを上述の方法で支持体上に移し
取った後、この支持体上で累積膜を放置することにより
重合を進行させる方法である。この方法において単分子
膜を反応に先立って支持体上に累積するためには、水相
を重合反応を抑制するような条件、例え ば低いｐＨ−９＞低温の条件に保つことが必要となる。

支持体上に累積されたモノマーは、重合を促進させる条
件、例えば加熱やアルカリ性ガス（例えばＮ　Ｈｓなと
）へさらしたりアルカリ性水溶液に浸漬することによっ
て重合させることができる。

これらの２種の重合方法のうち、反応の許容性の点で好
ましいのは前者の気−液界面上重合の方法である。しか
しながら反応の効率の点では必ずしもこの限りでなく、
用いるモノマーの安定性によって使い分けることができ
る。

本発明で用いる両親媒性のアミノ酸エステルは下記の一
般式（１）で表わされる。

ＨＪＣＨＣ−ＸＲ’ 式中、Ｒは長鎖アルキル基（好ましくは炭素数１２〜２
０の直鎖状アルキル基）を含む有機基であり、ＸＲ’は
その共役酸のｐＫａが１４以下の離脱基である。Ｘは一
〇−−３−または−Ｎ　ＣＲ”　）−を表わす（Ｒ１は
水素原子、アルキル基、アリール基、Ｒ１はＲ１と互い
に連結して環を形成してもよい、この環は更に窒素など
のへテａ原子を含んでいてもよく、また不飽和結合を有
してしいもよい）、Ｘとしては一〇−が好ましい　Ｒ１
としては、例えばアリール基（置換アリール基を含む０
例えばフェニル、ナフチル、置換基としては例えばニト
ロ基、ハロゲン原子）、ハロアルキル基（例えばモノク
ロルメチル、ジクロルメチル、トリクロルメチル）、ア
シルアミノ基（例えばＮ−メチルアセチルアミノ基、Ｎ
−メチルベンゾイルアミノ基）　、−Ｎ−ＣＲ′１（Ｒ
’）（ここでＲ３、Ｒ４は水素原子、アルキル基、アリ
ール基を表わす。このアルキル基、アリール基は置換基
を有するものを含む）、アルケニル基、アルキニノ４が
挙げられる。中でも置換アリール基を含むアリール基が
好ましい。

Ｒの直鎖状アルキル基としては、炭素数は１６〜２０で
あることが好ましく、該アルキル基がアミノ酸残基と連
結基を介して結合する場合は、連結基は−ＮＨＣＯ−−
ＮＩＩＣＯＯ−−ＮＨＣＯＮＩＩ−−ＮＨＣＯ−３−−
〇−−３−−ＣＯＯ−−０ＰＯ，ｅまたはこれらとアル
キル基の組合わせなどが好ましい。

次に本発明のアミノ酸エステル（モノマー）の好ましい
具体例を挙げるがこれらに限定されるものではない。

［−１ Ｎｉｌ□ ｌｌｘ Ｎｌｌ□ Ｎｌｌ！ ！−７ ＮＨよ ｘ−ｃｇ。

Ｔｌｒ。

１またはＦ ＩＩＮ。

夏−８ 狙ｈ Ｘ喝ＣＩ！。

■ｒ。

■またはＦ ！−１０ Ｌ；１１３ 一１７ Ｎ１１゜ ■−２Ｏ ＣｔＪｓｖ　　ＣＩ　　ＣＯＣＬ　　ＣｌｌテＣＬ■−
２１ ＨＩ ＣＩＩｌ（２ｖ　　ＣＩ　　ＣＯＣＬ　　ＣミＣ１１前
記のアミノ酸エステルは下記の合成経路によって合成す
ることができる。

Ｈ３ Ｒ ＩＩ ＨＩ ↓ ＨｌＮ−Ｃ−Ｃ−０−Ｒ’ （り 以下にＲ＝Ｃ＋５ｆｌｓｖ（ｎ）である場合の合成例を
挙げる。

化合物１′　（化合物１においてＲ＝Ｃｉ山、（ｎ）　
）は　Ｔ、Ｆｏｌｄａ＋　　Ｌ、Ｇｒｏｓ、　　Ｈ，Ｒ
ｌｎｇｏｄｏｒｆ　　Ｍａｋｒｏｍｏｌ。

Ｃｈｅｓ、　Ｒａｐｉｄ　Ｃｏｍ５ｕｎ、　３　＠　Ｉ
　Ｓ　７頁（１９８２年）に記載の方法に準じて合成し
た。化合物１′の曽、ｐは９４°〜９８°Ｃ１この化合
物のＩＲスペクトル（Ｎｕｊｏｌ）は１７６０ｃｒ’　
（エステルカルボニル）　３２００ＣＩ−’、１６４０
Ｃ１−’、１５５０ｃｍ−’（アンモニウム塩）を示し
た。

化合物Ｌ’　３５ｇ　（０，０９３モル）をテトラヒド
ロフラン２００−に熔かし、Ｅｔ３Ｎ２１ｇ（０゜１９
モル）を加え室温で１０分間撹拌した。

その中に、ジーｔｅｒｍ−ブチルカーボネート（東京化
成品）２４３ｇ　（０，１４モル）を加えそのまま室温
にて１０時間攪拌した０反応終了後テトラヒドロフラン
を減圧留去して、酢酸エチルエステル２００−と水２０
０−を加え抽出した。これを２回繰り返し、得られた有
機層を飽和ＮａＣ１水にして１回洗浄しＮａｘＳＯａに
て乾燥する。有機溶媒を減圧留去すると白色結晶が得ら
れた。これをエタノール／ヘキサン系で再結晶すると化
合物２′〔化合！！５２ニおいてＲ−Ｃ＋山ｔ（ｎ））
が４１ｇ４％られた。

ｍ、ｐ、　　　　　８５〜８８１ １１　　　３３５０ｃｒ’　（Ｎ）ｌ）（Ｎｕｊｏｌ）
　　１７６０ｃｍ−’　（エステル）１７２０ｃｍ″′
（ウレタン） 化合物２’　　ｌＯｇ　（０，０２４モル）をテトラヒ
ドロフラン＝Ｃ１１□０＋１−２：ｌの混合溶液２０〇
−に溶解しその中に木酸化ナトリウム２ｇ（０゜０５モ
ル）の水溶液１０−を滴下した。室温にて１２時間攪拌
し、水浴にて冷却しながら希塩酸によりＰ　【１　＝　
４付近に酸性化した。水を２０〇−加え、酢酸エチル１
００−にて３回抽出し、有機層を水洗してＮａ１ＳＯ，
にて乾燥した。有機溶媒を減圧留去すると結晶が得られ
た。＃酸エチル／ヘキサンにて再結晶を行なうと化合物
３′　〔化合物３においてＲ＝魁ｓ　Ｈｓ　ｙ　（ｎ）
が７．２ｇ得られた。

ｓ、ｐ、　　　１２１〜１２４１ １Ｒ３４００ｃ＋ｓ−’　（ＮＨ） （Ｎｕｊｏｌ）　　２８００〜２６００ｃｍ−’　（カ
ルボンＭＯＩＩ　）１？２０ＣＩＩ−’　（カルボン酸
カルボニル）１？００ｃｍ−’　（ウレタン） 本特許に記載されている長鎖アルキルを有する活性エス
テル類は、化合物工に種々のアルコール体トジシクロへ
キシルカルボジイミドという縮合剤を用いることにより
合成された。

以下にフェノールを用いた場合を代表例として記す。

化合物３’　１．８ｇ　（０，００４２モル）とフェノ
ール０．４ｇ　（０，００４３モル）を酢酸エチルエス
テル１０〇−中に）容解し、ジシクロへキシルカルボジ
イミド（東京化成品）０．９５ｇ（０，００４６モル）
を加えた。そのまま１２時間室温で撹拌した後、水浴に
て冷却し、沈澱物を濾去した。母液を濃縮し、残渣をシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると（
溶Ｍ　？ａヘキサン：酢酸エチルｌ：１）化合物４ａ（
化が１．７ｇ得られた。

ｍ、ｐ、　　　１２５〜１２９’ ＩＲ３３６０ｃｍ−’（ＮＨ） （Ｎｕｊｏｌ）　　１７８０ｃｒ’　（、：ｃス＋ル）
１６９５ｃｒ’　（ウレタン） １６００ｃｍ−’　（−ｉｌ！Ｈ１ｋへ７ゼン）化合物
４ａ　　１ｇを無水クロロホルム１０−に溶解し水浴に
てＯ″Ｃまで冷却しその中にＣＦ）ＣＯよＨを５ｍ加え
て０℃で３０分間撹拌した。溶媒を減圧留去し、得られ
た白色結晶を再度クロロホルム２０Ｈ１に溶解し５％Ｎ
ａＨＣＯ，水溶液１０ａｆ！を用いて２回クロロホルム
層を洗浄した。クロロホルム層を水洗後、Ｎａ！ＳＯａ
にて乾燥し、溶媒を水浴を用いて減圧留去すると目的の
化合物！−３が０．　７ｇ白色結晶として得られた。

この化合物は、室温に放置すると分解するので！Ｒスペ
クトル（第４回に示した）にて構造を確認後精製するこ
となく膜製造工程に供した。

同様の方法をもって他の化合物を合成した。

化合物は不安定なのでその中間体４ｂ〜４ｅの−、ｐ２
を示す。

本発明で用いる両親媒性のジアミノ化合物は下記の一般
式（ＩＩ）で表わされる。

ｎ＝１ Ｒ′ 式中ｎ′はｌ乃至８である。望ましくはｎ＝４である。

式中Ｒ′は直鎖状アルキル基を表わし、その炭素数は１
０〜２０であることが好ましく、該アルキル基が鎖中に
連結基を介して結合する場合連結基は、−ＮＨＣＯ−−
ＮＨＣＯＯ−−ＮＨＣＯＮＨ−−ＮＨＣＯ−３−−０−
−５−−ＣＯＯ−ＯＰＯ３９−またはこれらとアルキル
基の組合せなどが望ましい。

次に本発明のジアミノ化合物の好ましい具体例を挙げる
がこれらに限定されるものではない。

ｌ−２ ＣＨｚＣＩＩＲＣ１＋ ｌ１３ｔ ■−４ ＨＥＮ ＮＨ。

Ｈ”Ｎ ｌ１１ 本発明に用いられる一般式（１）で表わされる両親媒性
アミノ酸エステルと一般式（■）で表わされる両親媒性
ジアミノの混合比率は（１）：（Ｉり＝ｌ：１〜２０：
１であり、特に好ましくは３：１〜１５：１の間である
。

次に一般式（ＩＩ）で表わされる両親媒性ジアミノ誘導
体の合成例を示す。

化合物上（市販品）２３．２ｇ　（０，１モル）をメタ
ノール２００ｓｊに溶解し、トリエチルアミン２０．２
ｇ　（０，２モル）を加える。その中にジーｔｅｒ　Ｌ
−プチルカーボネー）３０．４ｇ　（０゜２モル）を加
えて１２時間攪拌する。溶媒を減圧留去後、水を３００
＋ｄ加え、酢酸エチルにて繰り返し抽出する。

酢酸エチル層を水洗後、Ｎａ５Ｏｓにて乾燥する。

溶媒を減圧留去して得られた無色油をシリカゲルカラム
クロマトグラフィーにて精製すると、（溶離液ヘキサン
：酢酸エチル−５：１）目的とするｌが無色油として２
８ｇ得られた。

ｌ　Ｒ（Ｎｅａｔ） ３３００ｃｍ−’、　１７３５ｃｒ’、１７００ｃ＋ｓ
−’化合物ｉ　１８ｇ（０，０５モル）をＥ＋Ｏ１１３
００ａＭに溶解し、その中にＫＯＨ（含量８５％）９、
　８９ｇ　　（０゜１５モル）を水２０Ｍ１に溶解した
水溶液を加えて３時間室温で撹拌する。水を３００ｄ加
えてＥ＋ＯＨを減圧留去後、希塩酸を加えてｐＨを３〜
４に調整後、酢酸エチルで繰り返し抽出する。　Ｎａｔ
ＳＯ＊で乾燥後、溶媒を減圧留去すると目的とする主が
帖ちょうな油として１５ｇ得られる。

Ｉ　Ｒ（Ｎｅａｔ） ３１００ｃｍ”、１７１０ｃｍ−’、１６９５ｃｍ化合
物！　１０．４ｇ　（０，０３モル）を無水テトラヒド
ロフランに溶解し、水浴にてＯ″Ｃまで冷却する。その
中にＤＣＣ６，２ｇ　＜０．０３モル）を加え、０°Ｃ
にて３０分間攪拌する。

水浴をはずし、Ｃｌ６８３３ＮＩＩＺ　７．　２　ｇ　
（０，０３モル）を加え、室温にて１２時間撹拌する。

テトラヒドロフランを減圧留去後、クロロホルムに溶解
し不溶物を濾去した後、シリカゲルカラムクロマトグラ
フィーにて精製（ｆｉｌ　Ｍ　液ヘセサン：酢酸エチル
−２＝１）すると、目的とする−４−が１５ｇ無色油と
して得られた。

ＩＲ ３５２０ｃｍ−’、１７００（？１１−’、１６４０ｃ
ｍ−’、１５７０ｃｍ化合物１５．８ｇ　（０，０１モ
ル）をｃｕｚｃ　ｆｆｉ　！１００ｄに溶解し、０゛Ｃ
に冷却し攪拌する。

ソノ中ニＣＦｓＣＯＪを２０ｄ入れ０℃にて３０分間撹
拌する。揮発性成分を減圧留去すると目的とする工が５
．６ｇ、ｓ、ｐ　１４５℃の無色結晶として得られた。

ＩＲ（にＵｒ） ３３２０ｃｒ’、　１６７０ｃｒ’、　１６４０ｃｍ−
’、　１５？Ｏｃｒ’化合物土　３ｇをｃＩｌｔｃ　１
　！に溶解し、５％ＮａＨＣＯ。

水溶液にて２回分液する飽和食塩水にて洗浄後、ＮａＣ
Ｏ３にて乾燥する。溶媒を減圧留去すると目的とする例
示化合物１１−１が油状物として１−１が２．１ｇ得ら
れる。不安定の為さらに精製すぜに用いられる。

Ｉ　Ｒ（Ｎｅａｔ） ３３２０ｃｌ’、　１６４０ｃｍ−’、、１５７０ｃｍ
−’全く同様の手法にて例示化合物１ｔ−２、Ｉｔ−３
、Ｉｆ−５を合成した。３者共に無色油であった。

本発明において単分子膜または累Ｍｉ膜を被覆する支持
体（基板）は親水性または離水性の表面をもつ各種の有
機樹脂材や無機材料が用いられる。

これらは平坦なものであってもよいし、多孔性あるいは
繊維状の三次元綱目構造をもつものであってもよい。

平坦な材料としては、各種金属等の導電材料ガラス状無
機物（ガラス、石英など）やその他の無機絶縁体、各種
の無機および有機の結晶、無機半導体（ＳｎＯ２、Ｉｎ
ｚＯｓ　、Ｚｏｏ　、Ｔｉ０１、ＷＯ３、ｆｆａΔ５１
Ｓｉなど）、有機半導体、有機伝導体、有機重合体、お
よび上記素材の複合材料などの各種の材料が用いられる
。材料は外部の電気的回路に接続された１掻やその他の
センサー（電界効果トランスジューサーなど）であって
もよい。

多孔質の材料は主に透過膜やフィルターとして用いると
きの支持体として有利であり、これらは例えば有機、無
機のミクロポーラスフィルターセルロース樹脂系のフィ
ルム、その他各種の多孔性ポリマーフィルムが含まれる
。

本発明に使用する単分子膜用展開溶媒としては、クロロ
ホルム、ジクロルメタン、ベンゼン、トルエン、エーテ
ルなどの常用の１発性非極性有機溶媒の、他、これらと
アルコール、水などの極性親水性溶媒との混合物も用い
られる。

水面上の単分子膜を基板や支持体の表面上へ被覆するに
は、ＬＢ法を含める種々の累積方法を用いることができ
る。垂直式付着法であるＬＢ法については例えば、ジャ
ーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ（Ｊ
、Ａｍ、Ｃｈｅ鍾、Ｓｏｃ、）　　ｙ４５７巻、１００
７頁（１９３５年）、ゲインズ（Ｇ、Ｌ、Ｇａ１ｎｓｊ
ｒ）著「インソルブル・モル−ヤーズ・アット・リキッ
ド−ガス・インターフェイス」（Ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ　
　Ｍｏｎｏｌａｙｅｒｓ　　ａｔ　　Ｌｉｑｕｉｄ−Ｇ
ａｓＩｎｔｅｒｆａｃｏｓ）　Ｊ　、（Ｉｎｔｅｒｓｃ
ｉｅｎｃｅ）、Ｎｅｗ　　Ｙｏｒｋ（１９６６年）、あ
るいは福田清成著、材料技術、第４巻、２６１頁（１９
８６年）などに説明されている。

被覆の方法としては、この他水平付着法、回転付着法（
例えば特開昭６０−１８９９２９号、同６１−４２３９
４号など）等の様々な方法が適用される。累積膜は、単
分子膜を基板上に被覆する操作を繰り返し行うことによ
って得られる。

効率のよい累積のためにはｖｆ願昭６３−５４６８０号
に記載される改良型水平付着法や特開昭６０−２０９２
４５号などに記載の連続式累積法を用いることもできる
。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明の態様はこれら
に限られるものではない。

（実施例１〕 両親媒性のアミノ酸フェニルエステルとして例示化合物
！−１、両親媒性ジアミノ化合物として例示化合物ｎ−
１を２０：ｌに１昆合し、ジクロルメタン１ｍＭの濃度
に溶解して展開溶液とした。

ラングミュアフィルムバランスを用いるこの溶液をｐＨ
７，４の１０−３Ｍリン酸緩衝溶液の水相上に展開して
単分子膜を作製した。ベルトドライブ式バリアーによっ
てこの単分子膜を製膜直後に１、Ｏｃｔ”７分の速度で
圧縮し、単分子膜の２０゛Ｃにおける表面圧−分子占有
面積（π−Ａ）特性を測定し第１回のＡの結果を得た。

π−八時特性り良好な単分子膜を形成することが示され
た。この！！街液液水相上１５ｄｙｎｅ／ｃ＠の−・足
表面圧のもとて単分子膜を約１０時間室温で放置し、重
合と架橋を進行させた。この放置の後に改めてπ−八時
特性測定した結果、第１図のＢの特性が得られた。

重合によって分子が高密化されて膜の収縮が起こり、破
壊圧力も向上して膜が強化されたことが明らかである。

この重合膜を３０ｄｙｎｅ／ｃｍまで圧縮した後水平付
着法によって金蒸着ガラス基板上に４０層を累積した。

累積膜のフーリエ変換赤外吸収スペクトルを金表面上で
反射吸収法によって測定した結果、フェニルエステルの
特性吸収帯が消失し、アミド結合の生成を示す吸収帯が
１６５０〜１７００ｃｍ−’に出現し、重合によってポ
リペプチドの生成したことが示された。さらに、シリコ
ン基板上に累積した試料を透過法によって測定した場合
のスペクトルと比較したところ反射法においては長鎖ア
ルキル基のＣ−Ｈ伸縮の吸収がアミドのｃ　＝　ｏ　ｌ
Ｉ＄１の吸収に対し顕著に低下しており、長鎖アルキル
の軸が基板上に対し垂直に配向していることがわかり分
子配列が維持されていることが確かめられた。

（実施例２〕 アミノ酸フェニルエステルとして例示化合物Ｉ３、両親
媒性ジアミノ化合物として例示化合物ｎ−５を用いて実
施例１に従って展開溶液を作製し、π−Ａ−性を２０゛
Ｃにおいて測定した。重合前のモノマーについて第２図
のＣの特性が得られた。この単分子膜を３５゛Ｃで約８
時間２５ｂｙｎｅ／ｃｍの一定表面圧のも七でｐＨ１，
４の水面上に放置して１合を行い、重合後に再びπ−八
時特性測定した結果、第２図りの特性が得られ重合によ
って膜の収縮と強化が起こったことが明らかである。

重合速度を測定するために単分子膜を任意の時間後にＳ
ｉウェハ基板上に水平付着法によって約４０ｊｌ累積し
、累積膜き赤外吸収スペクトルを）３過法によって測定
し、フェニルエステルの特性吸収（〜１７５０ｃｍ−’
）の減少率を調べた。その結果、１０分の反応後には約
５０％、６０分の反応後には約９０％、８時間後にはほ
とんど１００％のエステルが消失してアミド結合を形成
したことが示された。

（比較例〕 比較として下記の両親媒性のアミノ酸メチルエステルの
モノマーを用いて実施例１と同様な方法で水面上に形成
した単分子膜の重合を行った。

Ｈ３ Ｃ＋１Ｈ３〒−ＣＨＣ００ＣＨ！ 水相としてｐＨ７，４の緩衝水溶液を用い、温度は２０
℃と３５℃の２点で測定を実施した。上記モノマーの２
０℃におけるπ−Ａ特性は例示化合物ｆ−３と類似の特
性を示し、破壊圧力は３５ｄｙｎｅ／ｃｍ付近にみられ
た。２０℃および３５℃のそれぞれの水相上でこの単分
子膜を１５ｄｙｎｅ／ｃｍの一定表面圧に保持して約２
時間放置したが、膜の面積変化はほとんど起こらなかっ
た。次に、実施例２と同様にこれらの膜をＳｉウェハ上
に４０層を累積してＦＴ−Ｉ　Ｒスペクトルを測定した
。

その結果、いずれの温度の系とも累積膜のもつ［Ｒスペ
クトルにはエステルの強い吸収（〜１７３０ｃｒ’）が
残存し、アミド結合の生成はほとんど認められなかった
。さらにこの単分子膜を１５ｄｙｎｅ／ｃｍの表面圧下
でよりエステルの活性を高めるｐＨ９の水相上で約２０
時間室温で放置した後、同様に累積して吸収を測定した
ところ、１６００〜１７００ｃｒ’にアミド結合の生成
によるとみられる弱いブロードな吸収が認められたが、
エステル基の鋭い吸収は依然として残存し、反応の終結
には至らなかった。このアルキルエステル誘導体の重合
速度は本発明のアリールエステル誘導体に比べ少なくと
も２桁以上小さいと考えられる。

（実施例３〕 実施例１で用いた化合物の重合膜う′実施例１と同様な
方法で３０ｄｙｎｅ／ｃｓ下でグラジ−カーボン電極の
表面に４層〜１６層を累積し、電気化学測定にもとづく
透過性の評価を実施した。

透過の対象として金属イオンを基質に選びに１Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）ｉ　　１　ｍＭ、　ＫＮＯｓ　　１０　ｍＭから成
る中性の電解液中に上記の重合膜被覆グラジ−カーボン
電極を浸して、重合膜を透過するＦｅ”°イオンの速度
をＦｅ３°／　Ｆｅ”°の酸化還元電流のサイクリック
ポルクンメトリーを行うことによって測定した。

電橋電位は飽和カロメル電極に対して制御し、電解はＮ
、ガスパージ下で行った。ポルタモクラムはおよそ３０
回の繰り返し電位走査の後に測定した。ポルタンメトリ
ーは本発明の重合膜について行うとともに、重合前のモ
ノマーの単分子膜を展開直後に電極に累積したものにつ
いても行って、両者を比較した。

第３図Ａ、Ｂはこの結果を示す。

サイクリックポルタモグラムに示された電流値ビーク（
すなわちＦｅ’＋の膜透過量に相当）はモノマーの累積
膜の系（第３図Ａ）では８層（曲線２）程度の暦数から
低下が目立ち、１６１！（曲線３）の累積によって約１
／７に低下したが、重合膜すなわちポリペプチド膜の系
（第３図Ｂ）では既に４層（曲線５）の累積によって約
１１５の電流低下が起こり、８１１１（曲線６）では２
桁まで低下した。

すなわち、重合の結果、著しい透過抑制効果かえられた
ことが明らかである。比較例で用いたメチルエステル体
について同様なポルタモグラムを測ったところ、電流抑
制効果は８層累積で１／２〜１／３程度の低下と小さか
った。

【図面の簡単な説明】

第１図　Ａは例示化合物１−１と■−１のモノマーの混
合物の単分子膜、Ｂは重合後 （室温で１０時間）の単分子膜の表面圧カー分子占有面
積（π−Ａ）の２５“Ｃでの等温特性を示す。 第２図　Ｃは例示化合物！−３とＴ１５の七ツマ−の混
合物の単分子膜、Ｄは重合後 （室温で８時間）の単分子膜の２５°Ｃでのπ−Ａ等温
特性を示す。 第３図　Ａは例示化合物［−１と■−１の七ツマ−の混
合物の累積膜に関するポルタモグラムであり、ｌは膜な
し、２は９層から成る膜、３は１４層から成る膜である
。 Ｂは例示化合物１−１と■−１の混合 重合累積膜に関するポルタモグラムであり、４は膜なし
く１と同じ）、５は３層から成る膜、６は７層から成る
膜である。 第４図 化合物！−３の赤外吸収スペクトルを 示すチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一分子中に疎水部とアミノ酸エステル構造を持つ
   親水部を有し、該エステルの離脱基の共役酸のｐＫａが
   １４以下である両親媒性化合物と、一分子中に２つのア
   ミノ基を持つ両親媒性化合物を含む単分子膜またはその
   累積膜を重合することによって得られるポリペプチド薄
   膜。
2. （２）一分子中に疎水部とアミノ酸エステル構造を持つ
   親水部を有し、該エステルの離脱基の共役酸のｐＫａが
   １４以下である両親媒性化合物と、一分子中に２つのア
   ミノ基を持つ両親媒性化合物を含む単分子膜を気−液界
   面に形成し、該界面において重合させた後で、支持体上
   に移しとるか、または前記単分子膜を支持体上に移しと
   るか、または前記単分子膜を支持体上に単分子膜または
   累積膜として移しとった後で重合させることを特徴とす
   るポリペプチド薄膜を担持する材料の製造方法。