JPH02272035A - 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薄膜と、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薄膜
とそれを担持した材料の製造方法に関するものである。

（背景技術） 分子配列を持った単分子１ｇ（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ）お
よび単分子膜が複数積層されてなる累積１！ｌ（ｍｏｎ
ｏｌａｙｅｒｓｍｍｕｌｔｌｌａｙｅｒ）などの分子集
合体（−ｏｌ＠ｃｕｌａｒａｓｓｅｍｂｌｙ）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
体上に累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
ＷＡ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（１９８２）等参照〕。

ＬＢＩＩＡを含む分子集合体は分子の配向と超薄性に基
づく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
課題である。

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。

ＬＢＩＩＩ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、Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ
　ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ、　　第６４巻、１頁
（１９８５年）およびＲ，Ｂｕｓｃｈｌ　　ら、Ｍａｃ
ｒｏｍｏｌ、　Ｃｈｅｗ、　５ｕｐｐ１．、　第６＠、
２４５頁（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Ｔ線等の放射線によっ
て重合する方法が広（保用された。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。

＾、　１４Ｂｈｅｗｓｋｙとｌ、　Ｒ１６ｇ５ｄｏｒｄ
著、ｌ’ｌａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ。

第２１ｔ１．１９３６頁（１９Ｂ８年）に指摘されるよ
うに、１１１の配向はアルキル鎖の長さと末端親水基の
種類に太き（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。

＾、　１４３ｃｈｅｓ＋ｓｋｙ　らはまたＪ。＾−，Ｃ
ｈｅｗ、　Ｓｏｃ、。

第１０９巻、７８８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二色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（、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Ｔ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
等としての生体組織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、Ａａ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、、　　第１０９巻
、４４１９頁（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ボジイミドの共存下
で縮合重合させる方法がＪ、Ａｓ。

Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ、＋　　第１０８巻、４８７頁（１９
８６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Ｈ） 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ｉ１Ｍ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薄膜
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饅本部
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つのエステル
構造を持ち該エステルの離脱基の共役酸のｐＡｋが１６
以下である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２つのエステル構造を持ち１、該エス
テルの＊＊＊の共役酸のｐＫａが１６以下である両親媒
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ｉ１１￥ＩＩ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
が縮合重合しアミン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。Ｒ，ＲＸについては
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エステ
ル部分を有する第２の両親媒性化合物である。アミド結
合の連鎖の末、必ず残るアミノ基同志をこの第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エステル
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（ｓｕｂｐｈａａｅ）上に適当な有機溶媒より展
開して作製し、水面上で適当な時間、好ましくは３０分
〜ＩＯ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ＰＩ
（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／　ｃｔａに保つ
ことが好ましく、ｌＯ〜２５ｄｙｎｅ／ｃｍに保つこと
がより好ましい０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０
反応終了後に水面上の重合膜をＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌ
ｏｄｇｅｔｔ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エステル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や
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ＮＨｌなど）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。

（Ｉ）０ ＨｍＮ−ＣＩ−ＣＸＲ’ 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、ＸＲＩ　
はその共役酸のｐＫａが１４以下の離脱基である。Ｘは
−０−−８−または−Ｎ　（Ｒ１）−を表わす（Ｒ”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
のへテロ原子を含んでいてもよ（、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−ＣＲ３（Ｒ’
）（ここでＲｓ、Ｒａ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、アルキニル基が挙
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−Ｎ）ＩＣＯ−
−ＮＨＣＯＯ−−ＮＨＣＯＮＨ−−１４ＨＣＯ−３−−
０−−３−−ＣＯＯ−−０ＰＯｓ”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。

ｌ１１ Ｈ１ ＮＨ！ Ｈｔ ｈ ！−７ Ｔｌｔ Ｘ＝Ｃｊ！，　Ｂｒ，　　ＩまたはＦ Ｎ１１重 Ｘ履ＣＩｌ。

Ｂｒ。

Ｉまたは ド 夏−１７ ｌｌ１ ｆｆｉ ↓ ■−２Ｏ Ｎ８゜ Ｃ＋５Ｈｓｑ　　Ｃ１ｌ　　Ｃ０ ＣＬ−ＣＩｌ−ｃｏ。

（り ！−２１ ｕＩ Ｃ１＠Ｈ３？　　ＣＩ　　Ｇ　　ＯＣＩＩ　　ＣミＣ１
１以下にＲ＝　Ｃ、Ｈ１ｑ　（ｎ）である場合の合成例
を挙げる。

前記のアミノ酸エステルは下記の合成経路によ化合物１
′ 〔化合物１においてＲ−ＣＩｍｌ（２〕（ｎ）〕うて合
成することができる。

は Ｔ−Ｆｏｌｄａ＋ Ｌ、Ｇｒｏｓ。

１１、Ｒ１ｎ１ｏｄｏｒｆ　　Ｍａｋｒｏｍｏｌ。

Ｃｈｅｗ、　Ｒａｐｉｄ　Ｃｏ５ａｕｎ、　３　＠　１
６７頁（１９８２年）に記載の方法に準じて合成した。

化合物１′の−、ｐは９４０〜９８℃、この化合物の！
Ｒスペクトル（Ｎｕｊｏｌ）は１７６　Ｇｅ１−’　（
１スｆＪＬｔカルホニル）　３２００ｃｍ−’、１６４
０ｃｍ−’、　１５５０Ｃ：ｍ−（アンモニウム塩）を
示した。

化合物！’　３５ｇ　（０，０９３モル）をテトラヒド
ロフラン２００−に溶かし、εｔｓｓ２１ｇ（０，１９
モル）を加え室温で１０分間攪拌した。

その中に、ジーｔａｒｔ−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２００１１１と水
２００ｄ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ＮａＣｆｆ１水にして１回洗浄しＮａ、
ＳＯ，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′〔化合物２においてＲ−ＣＨＦＩ２ｖ
（ｎ））が４１ｇ得られた。

ｓ、ｐ、　　　　８５〜８Ｂ＠ ＩＲ３３５０Ｃ１１−’　（ＮＨ） （Ｎｕｊｏｌ）　　１７６０　ｃ：ｌ−’　（エステル
）１７２０ｃ「′（ウレタン） 化合物２’　　１０ｇ　（０，０２４モル）をテトラヒ
ドロフラン＋　ＣＩｈ０Ｈ−２：　１の混合溶液２００
ｄに溶解しその中に水酸化ナトリウム２ｇ（０゜０５モ
ル）の水溶液ｌＯ−を滴下した。室温にて１２時間撹拌
し、水浴にて冷却しながら希塩酸によりｐＨ−４付近に
酸性化した。水を２０Ｍ加え、酢酸エチル１００ｍ！に
て３回抽出し、有機層を水洗してＮａ、ＳＯ，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。酢酸
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＝Ｃ＋Ｊ３ｔ（’）が７．２ｇ得ら
れた。

−０ρ、　　　　１２１〜１２４＠ Ｉ　Ｒ３４００ｃ１−’　（ＮＨ） （ＮｕＪｏｌ）　　２８００〜２６００ｃｍ−’　（カ
ルボン酸０１１　）１７２ＱＣ１−’　（カルボン酸カ
ルボニル）１７００Ｃ１１−’　（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とジシクロへ
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１００ａｅ中に溶解し、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時間室温で攪拌した後、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（
ｔ＄離液ヘキサン：酢酸エチル：８：１）化合物４ａ（
化が１．７ｇ得られた。

園、ｐ、　　　　１２５〜１２９゜ （Ｎｕｊｏｌ）　　１７８０　ＣＩ−’　（エステル）
１６９５Ｃ１−’　（ウレタン） １６００ｃｍ−’　（−置換ベンゼン）化合物４ａ　　
Ｉｇを無水クロロホルム１０ｄに溶解し水浴にて０℃ま
で冷却しその中にＣＦ２Ｃ０オ１１を５ｄ加えて０℃で
３０分間攪拌した。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２０−に溶解し５％Ｎａ１ｌＣＯ
ｓ水溶液１０ｄを用いて２回りロロホルム眉を洗浄した
。クロロホルム層を水洗後、Ｈａｎｓｏｍ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１−３
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ＩＲ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ＩｇＩ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の鴎、ｐ、
を示す。

ＩＲ ３３６０ＣＩＩ−’　　（ＮＨ） 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（Ｉｆ）で表わされる。

Ｒ＃ 式中、ＸＲ’その共役酸のｐＫａが１６以下の離脱基で
ある。Ｘは一〇−−３−または−Ｎ（Ｒ”）−を表わす
　（Ｒｔは水素原子、アルキル基、アリール６、Ｒｔは
Ｒ′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ロ原子を含んでいてもよく、また不
飽和結合を有していてもよい、）Ｘとしては一〇−が好
ましい　Ｒｒ　としては例えば、アルキル基（メチル、
エチル基など）、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、１ｔｌＡ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ｌ
、Ｎ−メチルベンゾイルアミノ基）、−Ｎ−ＣＲ″　（
Ｒ’　）（ここでＲ３、Ｒａ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、アルキルニ
ル基が挙げられる。中でも置換アリール基を含むアリー
ル基が好ましい。

一般式（ｎ）においてｎはＯ乃至３の整数である。

Ｒ＃の直鎖状アルキル基としては、炭素数はｌＯ〜２０
であることが好ましく、該アルキル基が連結基を介して
結合する場合は、連結基は−ＮＨＣＯ−ＮＩＩＣＯＯ−
−ＮＨＣＯＮ）ｌ−−ＮＩＩＣＯ−３−−０−Ｓ　　　
　Ｃｏｏ　　　　０ＰＯｓ”−マたはこれらと７）Ｌ／
キル基の組合せなどが望ましい。

次に本発明のジエステル（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 Ｃ１ｉｔ　　ＣＨＣ０ＣＲｓ Ｈ Ｃ１ａｌｌｓ〒 ｉＪｓｓ ＣＴｏ　　ＣＨＣ０ＣＨｓ ■ Ｈ ＩＪ３３ ＣｔｌｓＯＣＣＬ　　Ｃｌ１ｔ　　ＣＣ０ＣＩｂＣＩＪ
ｂ！ ｃ＋ｓｌｌａｖ ＣｌａＯ　　Ｃ　　ＣＨｇ　　ＣＨｉ　　Ｃ　　Ｃ　　
ＯＣＲｓｌｌ ■−１０ Ｃｔｓｌｌｓｗ ■−１２ Ｃ＋ｓ）！コ７ ｎ−１３ ＩＩ−１４ ■−１５ 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（ＩＩ）で表わされる両親媒
性ジエステルの混合比率は（１）：（Ｉｆ）　−１：　
１〜２０；ｌであり、特に好ましくは３：１〜１５：１
の間である。

次に一般式（Ｉｆ）で表わされる両親媒性ジエステル誘
導体の合成例を示す。

Ｕ−１の合成 トリクロルメチルクロロホルメート５．Ｏｇ（０，０２
５モル）をＴＨＦ２００ｉｄ中に入れ＝５℃まで冷却す
る。＊拌しながらステアリルアルコール１３．５ｇ　（
０，０５モル）とトリエチルアミン５ｇ　（０，０５モ
ル）を系内に滴下する３０分後、水浴をとり室温にて１
時間撹拌する。

アスピレータ−により連発性成分に減圧留去した■−１
６ υ Ｃ＋＠１Ｉｓｖ 後、残った油状物にＴＨＦを５０ｊ！ｌ加える。この溶
液を、化合物Ｊｌ　　９ｇ　（０，０５）とトリエチル
アミン１２ｇ　（０，１２）を含むＴＨＦ溶液１００１
１に徐々に加える。室温で１時間撹拌後、ＴＨＦを減圧
留去する。残渣に水を加えて酢酸エチルで繰り返し抽出
する。酢エチ眉を食塩水にて洗浄後、ＮａｇＳＯ，にて
乾燥する。溶媒を減圧留去後残渣をカラムクロマトグラ
フィー（シリカゲル；溶離液　ヘキサン：酢エチー２＝
１）にて精製すると目的とするｔ［−１が無色′油とし
て７．５ｇ得られた。

Ｉ　Ｒ（Ｎｅａｔ）スペクトル １’７３５ｃ１１−’　（エステルカルボニル）１７０
０ｅｒ’　（ウレタンカルボニル〕同様の手法にて例示
化合物１１−３、ｌｌ−４，１−６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積膜を被覆する支持体
（基板）は親水性または疎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
繊維状の三次元網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（Ｓｎｏｗ　、Ｉ
ｎｎ’ｓ　、ＺｎＯ、Ｔｉ１ｔ、ＷＯ３、ＧａＡｓ。

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電極やその他の
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
ルなどの常用の揮発性非振性有機溶媒の他、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
、Ａｓ、Ｃｈｅｓ、Ｓｏｃ、）　　第５７巻、１００７
頁（１９３５年）、ゲインズ（Ｇ、Ｌ、Ｇａ１ｎｓ、Ｊ
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−ＧａｓＩ
ｎｔｅｒｆａｃｅｓ）　Ｊ　、（＋ｎｔｅｒｓｃｉｅｎ
ｃｅ）、Ｎｅ＠Ｙｏｒｋ（１９６６年）、あるいは福田
清成著、材料技術、第４巻、２６１１（１９８６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特願昭６３−５４６８０号に
記載される改良型水平付着法や特開昭６０−２０９２４
５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
１１、両親媒性ジエステル化合物として例示化合物１１
−１を２０＝１に混合し、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ｐｉ
（’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１０ＣＩＩ”／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−Ａ特性より良好な単分子膜を形成することが
示された。この緩衝液水相上で１５ｄｙｎｅ／ｃｍの一
定表面圧のもとで単分子膜を約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−Ａ
特性を測定した結果、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／ｃ−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全表面上で
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
１６５０〜１７００ｃｒ’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
スベ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伸縮の吸収
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Ｉ−３、両
親媒性ジエステル化合物として例示化合￥ｙＪｌｌ−１
８を用いて実施例１に従って展開溶液を作製し、π−八
時特性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２５ｄｙｎｅ／ｃ
ＩＩの一定表面圧のもとてｐＨ７，４の水面上に放置し
て重合を行い、重合後に再びπ−Ａ−性を測定した結果
、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４０層累積し、
累積膜き赤外吸収スペクトルを透過法によって測定し、
フェニルエステルの特性吸収（〜１７５０ｃＩＩ−’）
の減少率を調べた。その結果、１０分の反応後には約５
０％、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。

ｌｂ Ｃ＋　＊Ｈ３ｒ　　Ｃ１ｌ　　Ｃｏｏ（：１１３水相と
してｐＨ７，４の緩衝水溶液を用い、温度は２０゛Ｃと
３５゛Ｃの２点で測定を実施した。上記モノマーの２０
℃におけるπ−Ａ−性は例示化合物１−３と類似の特性
を示し、破壊圧力は３５ｄｙｎｅ／ｃｍ付近にみられた
。２０’Ｃおよび３５°Ｃ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０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−ＩＲ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ＩＲスペ
クトルにはエステルの強い吸収（〜１７３０ｃｎ−’）
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２
０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、１６００〜１７００ｃｍ−’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３０　ｄｙｎｅ　／　ｃｒａ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ＸｚＦｅ（Ｃ
Ｎ）＊　　１　ｍＭ、にＮＯｓ　　ｌｏｍＭから成る中
性の電解液中に上記の重合膜被覆グラジーカーボン１掻
を浸して、重合膜を透過するＦｅ”　イオンの速度をＦ
ｅ”　／　Ｆｅ”の酸化還元電流のサイクリックポルタ
ンメトリーを行うことによって測定した。

１を掻電位は飽和カロメル電極に対して制御ｎシ、電解
はＮ、ガスバージ下で行った。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Ｉ々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ピーク（
すなわちＦｅ３°の膜透過量に相当）は七ツマ−の累積
膜の系（第３図Ａ）では８層（曲線２）１１度の層数か
ら低下が目立ち、１６層（曲線３）の累積によって約１
／マに低下したが、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、８層（曲線６）では２１３
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２０″Ｃでの等層特性を示す。 第２図　Ｃは例示化合物１−３とロー８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２０゛Ｃでのπ−Ａ等温
特性を示す。 第３図　Ａは例示化合物ｌ−１と［１−１のモノマーの
混合物の累積膜に関するボルタモダラムであり、ｌは膜
なし、２は８層から成る膜、３は１６層から成る膜であ
る。 Ｂは例示化合物１−１とｔｌ−１の混合重合累積膜に関
するポルクモグラムであり、４は膜なしく１と同じ）、
５は４層から成る膜、６は８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。 特許出瀬人　富士写真フィルム株式会社第１図 第２図 クト子占Ｊｄう＃　　　　　ａ　　　ｃ　　Ｘ　　”／
ｍｏｌｅｃｕｌｅ）分拭搏ｒｆｉ糟 Ａ　　（、Ｅ／ｍｏ！ｅｏｕｌｅ） 第 図 第 図 平成／ 年〆適？口

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つのエ
   ステル構造を持ち該エステルの離脱基の共役酸のｐＡｋ
   が１６以下である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つのエ
   ステル構造を持ち、該エステルの離脱基の共役酸のｐＫ
   ａが１６以下である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
   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。