JPH0317103B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、強磁性体微粒子を含み、抗原、抗
体、酵素等の各種蛋白類、糖蛋白等の複合蛋白類
及び糖類などを固定化しうる新規な粒子とその製
造方法に関するものである。 内部に強磁性体微粒子を含む粒子は医学あるい
は薬学の分野で種々の応用が期待されている。そ
の製造方法としては、例えばK.Widderらによる、
マグネタイト微粒子を血清アルブミンで被覆後乳
化と熱処理を繰り返す方法があるが、この方法は
操作が複雑であり、かつ得られた粒子の安定性に
も問題があつた。そこで、現在では各種スチレン
ポリマーあるいはポリアクリルアミドなどの合成
ラテツクスを用いる方法が主に研究されている
が、この方法もやはり操作が難しく、質の揃つた
粒子を得にくいという問題点があつた。この製法
の難しさは、強磁体微粒子が極めて凝集しやすい
ことにあり、このため、特に強磁性体微粒子の含
有率の高い粒子を製造することは至難であつた。 本発明者らは、先に開発して特許出願したゼラ
チン粒子の製造法（特開昭57−153658号など）が
この粒子の製造法として極めて好適であり、この
方法を用いれば強磁性体微粒子の含有率の揃つた
均質の粒子を容易に得られることを見出して、本
発明を完成するに至つた。 すなわち本発明は、(1)ゼラチン、水溶性多糖
類、メタリン酸イオン及び強磁性体微粒子を含
み、ゼラチンのアミノ基間がアルデヒドによつて
架橋され、粒径が１〜10μmの球形であつて親水
性かつ不溶性の粒子と、(2)ゼラチン、水溶性多糖
類、メタリン酸塩及び強磁性体微粒子を含有する
混合溶液に酸を加えてPH2.5〜6.0に調整し、その
後アルデヒド系架橋剤を作用せしめて溶液中に形
成された球形粒子を不溶化することを特徴とする
粒子の製造法に関するものである。 ゼラチンは誘導蛋白質の一種であつてコラーゲ
ンより得られたものである。ゼラチンのなかでは
酸性ゼラチンが特に好ましい。 水溶性多糖類は増粘剤または糊料として使用し
うるものであり、多糖類の誘導体および塩も含ま
れる。例としては、アラビアゴム、カルボキシメ
チルセルロース、アルギン酸ナトリウム、寒天、
カラゲーナンなどを挙げることができるが、特に
アラビアゴムが好適である。 メタリン酸イオンはメタリン酸塩の一部の陽イ
オンが離脱して形成される陰イオンであり、その
荷電数は粒子が形成されるPH、原料に用いたメタ
リン酸塩の種類などに応じて定まる。メタリン酸
塩はたとえば三メタリン酸ナトリウム、ヘキサメ
タリン酸ナトリウムの如きものである。 強磁性体とは磁気ヒステリシスを示す物質をい
う。具体的には鉄、コバルト、ニツケル又はこれ
らの合金等の金属磁性体、フエライト（例えばマ
グネタイト）等の酸化金属磁性体が例としてあげ
られる。強磁性体微粒子の大きさは、要はこの微
粒子が溶液内を撹拌等によつてほぼ均一に浮遊で
きればよく、通常は50〜500Å程度の粒径でよい。
強磁性体微粒子は予め液中に分散させてから添加
するのがよく、分散状態を維持するために陰イオ
ン系及び非イオン系の界面活性剤などを適宜使用
する。このような分散状態のものの例としてフエ
リコロイド（タイホー工業(株)製）などがある。 本発明の粒子においては、ゼラチンのアミノ基
間がアルデヒドによつて架橋されており、水溶性
多糖類とメタリン酸イオンはゼラチンと静電的に
結合している。そして、メタリン酸イオンは粒子
の内部にも含まれているが、特に表面を取り巻い
て電気二重層を形成しているものと思われる。ま
た、強磁性体微粒子はこのような粒子全体にわた
つて分布している。 このような粒子の大部分は水であり、組成とし
てはゼラチンが２〜10％程度、水溶性多糖類が１
〜５％程度、メタリン酸イオンが0.01〜５％程
度、強磁性体微粒子が0.000001〜10％程度、そし
て水分が60〜90％程度である。粒子は着色されて
いる場合には色素を含み、また、製法に応じて界
面活性剤、親水性有機溶媒などが混入している場
合もある。 本発明の粒子の物性を次に示す。 (1) 電気泳動度 25℃におけるPH7.2の0.15Mリン酸塩緩衝生
理食塩水（以下、PBSと略記する。）中での本
発明の粒子の電気泳動度は−0.7〜−1.5μm／
sec／Ｖ／cmにある。 (2) 外形 直径１〜10μmの球形である。 なお、3000倍の走査型電子顕微鏡写真を第１
図に示す。 (3) 電子顕微鏡写真 10000倍の透過型電子顕微鏡写真を第２図に
示す。図に示されるように強磁性体微粒子は粒
子全体にほぼ均一に分布している。 (4) 色 特に着色しなければ白〜淡黄色不透明であ
る。 (5) 水に対する態度 親水性 (6) 活性蛋白の固定化 本発明の粒子は抗原あるいは抗体をヒツジ赤
血球に感作する公知の方法によつてこれらを感
作することができ、酵素、リンホカイン等の他
の活性蛋白を固定化することができる。このよ
うな感作方法の例としてはタンニン酸、ホルマ
リン、グルタルアルデヒド、ピルビツクアルデ
ヒド、ビス−ジアゾ化ベンジジン、トルエン−
２，４−ジイソシアナートなどを用いる方法を
挙げることができる。また、本発明の粒子はア
ミノ基、カルボキシル基、水酸基などを活用し
て酵素を固定化する公知の方法によつて酵素、
あるいは抗原、抗体など各種の活性蛋白を固定
化することもできる。このような固定化法の例
として、ジアゾカツプリング法、酸アジド化法
などを挙げることができる。 (7) 糖蛋白等の複合蛋白類及び糖類の固定化 複合蛋白類は(6)の活性蛋白の固定化と同じ方
法によつて固定できる。又、糖類は例えば、過
ヨウ素酸等の酸化剤を用いて固定することがで
きる。 このような本発明の粒子は、前述のゼラチン、
水溶性多糖類、メタリン酸塩及び強磁性体微粒子
を含む混合溶液を撹拌しつつそこに酸を加えてPH
2.5〜6.0に調整し、その後アルデヒド系架橋剤を
作用せしめて不溶化することによつて製造するこ
とができる。 この場合、PH調整前の溶液におけるこれら各物
質の濃度としては、ゼラチン0.01〜５％程度、好
ましくは0.05〜1.0程度、水溶性多糖類0.01〜５％
程度、好ましくは0.05〜1.0％程度、そして強磁
性体微粒子0.000001〜15％程度である。メタリン
酸塩はゼラチン乾燥重量の３〜15％程度を含有さ
せるようにするのがよい。各物質これらの濃度範
囲において、所望の粒子の粒径および物性に応じ
て適宜定めればよい。 PH調整前の溶液にはそのほかのものとして、親
水性有機溶媒、界面活性剤、着色剤などを適宜加
える。 親水性有機溶剤は生成する粒子の物性、特に分
散性および硬さなどを改善することができる。親
水性有機溶媒の例としては、低級アルコール、た
とえばメチルアルコール、エチルアルコール、プ
ロピルアルコール等、およびアセトンなどを用い
ることができ、濃度は４〜25容量％程度が好適で
ある。 界面活性剤は生成した粒子凝集を防止して分散
を維持するためであり、陰イオン系または非イオ
ン系のものがよい。 陰イオン系界面活性剤の例としては、アルキル
スルホコハク酸、アルキルスルホマレイン酸、ア
ルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル硫酸エステルなど、そして非イオン系
界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレン脂
肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエー
テル、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエー
テル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルな
どを挙げることができる。PH調整前の溶液におけ
る濃度としては、陰イオン系界面活性剤の場合は
0.001〜0.01％程度、非イオン系界面活性剤の場
合は0.01〜0.1％程度で凝集防止効果が得られる。
溶液を冷却すればもつと低い濃度で凝集を防止す
ることができる。 粒子を着色する場合には、着色剤を粒子形成前
に溶液に加えておくのがよい。着色を必要とする
例としては、本発明品を間接受身凝集反応の担体
として用いる場合を挙げることができる。すなわ
ち、本発明品は通常は白〜淡黄色不透明であると
ころから、これを着色することによつて凝集像の
判定を容易にすることができる。着色剤として
は、たとえば食用赤色３号、ローダミン、ローズ
ベンガル、ポンソ−3R、ボルド−Ｓ、フクシン、
エオシン、およびニユートラルレツドなどの赤色
色素、あるいはクリスタルバイオレツト、トルイ
ジンブルー、ダイレクトブルーおよびメチレンブ
ルーなどの青色色素等を用いうる。しかしなが
ら、リアクテイブ・レツド、リアクテイブ・ブル
ーなどの反応性染料で着色すれば色落ちしないこ
とから、反応性染料が特に好適である。着色剤を
添加する場合には、通常は0.005〜0.5％程度であ
るが、反応性染料を用いればゼラチン乾燥重量の
１〜５％程度で足りる。 このような溶液を調製する過程は問うところで
はなく、例えば強磁性体微粒子を除く各々を温水
に溶解してから混合してもよく、各々を一緒に溶
解してもよい。しかしながら、各物質の溶解を容
易にするために親水性有機溶媒はあとから加える
のがよく、また水溶性多糖類には不溶成分も少量
含まれていることが多いところから、別途に溶解
して添加するのがよい。一方、ゼラチンは等電点
以下のPHでは水溶性多糖類と反応して白濁を生ず
るので酸性ゼラチンを用いる場合にはアルカリを
加えて溶液のPHを少なくともその付近にまで高め
ておくのがよい。しかしながら、この白濁は生じ
た後でもアルカリを添加することによつて消すこ
とができる。いずれにせよ、溶液は酸の添加を開
始するまえには強磁性体微粒子以外には懸濁物の
ない状態にしておかなければならない。強磁性体
微粒子はこのような溶液を調製する任意の段階で
所定量を添加し、懸濁させればよい。 溶液の温度はゼラチンのゲル化温度以上でなけ
ればならない。このゲル化温度はゼラチンの濃度
等によつて異なるが通例25〜30℃程度である。良
好な粒子形成の観点から特に35〜50℃程度がよ
い。 次に、この溶液を撹拌しながら酸を加えてPH
2.5〜6.0に調整する。この工程は粒子を生成させ
るところである。均一な粒子を形成させるため
に、35〜50℃に加温を続け、適度に撹拌しながら
酸を滴下していくのがよい。PH2.5〜6.0の範囲に
おける至適のPHは原料溶液の組成および目的とす
る粒径によつて異なるので予め実験を行なつて定
めるのがよい。たとえば得られた粒子を抗原感作
用担体に用いる場合には２〜10μ程度の粒径にす
るのがよく、その場合至適のPHは4.0〜5.5の範囲
にある。このPH調整に使用する酸は特に限定され
るものではなく無機酸でも有機酸でもよいが、な
るべくおだやかなものがよく、たとえば酢酸など
が好適である。 本工程で生成した粒子は系の温度をゼラチンの
ゲル化温度以下に下げても消失しないので母液と
の平衡関係はない。 酸の添加後は生成した粒子の凝集を防止するた
めに速かに粒子分散液を冷却するのがよい。そし
て、液温が10℃以下になつたところでアルデヒド
系架橋剤を添加して粒子を不溶化する。この架橋
剤の添加量はゼラチン乾燥重量の0.1〜200％程度
であり、添加後は一夜程度放置して架橋反応を充
分に行なわせる。架橋剤の例としては、グルタル
アルデヒド、ホルムアルデヒド、グリオキザー
ル、クロトンアルデヒド、アクロレイン、アセト
アルデヒドなどを挙げることができるが、特にグ
ルタルアルデヒドが好適である。 アルデヒド系架橋剤で処理後は粒子を遠心分離
あるいは磁力を利用する等して回収し、必要によ
り洗浄する。洗浄液は粒子分散のために用いた界
面活性剤と同じものを同濃度で含む水で２〜３回
行なえばよい。 このようにして得られた粒子を種々の用途に供
すればよいが、架橋が不充分な場合には塩類溶液
中で膨潤することがある。そこでこのような用途
に用いる場合にはアルデヒド系架橋剤で処理して
膨潤を防止するのがよい。例えば、抗原を感作す
る場合にはリン酸緩衝液中で行なうので、赤血球
を固定化する条件でホルマリン処理する。この処
理によつて膨潤を防止するとともにホルマリンの
殺菌効果によつて長期間の保存に耐える粒子が得
られる。 本発明の粒子は、強磁性体微粒子が粒子中に均
一に分散しており、磁性を利用して洗浄あるいは
回収を容易に行なうことができる。また、化学
的、物理的に均質かつ安定であつて抗原活性がな
いところから間接受身凝集反応の担体として好適
であり、その場合凝集反応時間が約半分に短縮さ
れるという利点がある。本発明の粒子は蛋白質、
複合蛋白質あるいは糖類などを固定化する担体と
して好適であり、磁性を利用することによつて
種々の新たな用途への活用を期待できる。そし
て、このような粒子を前記の範囲において任意の
粒径及び強磁性体微粒子の含有率で容易かつ安価
に大量生産することができる。 以下、実施例を示す。なお、本明細書において
％は特に記載がない限り重量％を表わしている。 実施例 等電点がPH９である酸性ゼラチン4gを40℃の
温水に100mlになるように溶解し、10％の水酸化
ナトリウム溶液を用いてPH９に調整した。アラビ
アゴム4gを100mlになるように水に溶解し、不溶
物を別した後40℃に加温した。 このようにして得られたゼラチン溶液25mlとア
ラビアゴム溶液25mlを混合し、この混合液をあら
かじめ40℃に加温した30容量％のエチルアルコー
ル溶液150mlに注ぎ入れ、よく撹拌した。これに
10％ヘキサメタリン酸ナトリウム溶液0.8ml、10
％アルキルスルホマレイン酸（商品名デモール
Ep、花王石鹸(株)製）溶液１ml、及び平均粒径150
ÅのフエリコロイドＷ−35（商品名、タイホー工
業(株)製）60μ（Fe5.2mg含有）又は300μ
（Fe30.4mg含有）を加えてよく撹拌した。 次いで、40℃に保ちながら10容量％の酢酸溶液
を滴下して第１表に記載するPHに調整し、粒子を
生成させた。 このPH調整によつて得られた粒子分散液を氷冷
して５℃にしてからグルタールアルデヒド0.65g
を加え、よく撹拌後この温度で一夜静置した。そ
れからこの粒子分散液を2000rpmで10分間遠心分
離して粒子をペレツトとして回収した。この粒子
を0.005％デモールEp溶液に懸濁して遠心分離す
る洗浄操作を３回繰返してから、４容量％ホルマ
リン溶液に分散し、５℃で１週間放置した。 得られた結果を第１表に示す。

【表】 こうして得られた粒子を磁場を変えて沈降速度
を求めその結果を第２表に示す。尚、測定は磁石
上に血沈管を置き、その中に第２表に示すいずれ
かの粒子を5v／ｖ％になるようにPH7.2の0.15M
リン酸緩衝生理食塩液中に均一に懸濁して投入し
て粒子面が2.5cm、5.0cm及び10cmを沈降するのに
要する各時間を測定して行なつた。

【表】 なお、液相置換法による真比重値は、Fe₂O₃0.2
％含有粒子の場合には1.30〜1.40そして、
Fe₂O₃1.2％含有粒子の場合には1.50〜1.80であり、
Fe₂O₃を含まない粒子の場合には1.01〜1.25であ
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粒子の走査型電子顕微鏡写真
であり、第２図は透過型電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゼラチン、水溶性多糖類、メタリン酸イオン
   及び粒径が50〜500Åの強磁性体微粒子を含み、
   ゼラチンのアミノ基間がアルデヒドによつて架橋
   された球形であつて親水性かつ不溶性の粒子 ２ ゼラチン、水溶性多糖類、メタリン酸塩及び
   粒径が50〜500Åの強磁性体微粒子を含有する混
   合溶液に酸を加えてPH2.5〜6.0に調整し、その後
   アルデヒド系架橋剤を作用せしめて溶液中に形成
   された球形粒子を不溶化することを特徴とする粒
   子の製造法。