JPH03504303A - カプセル化された超常磁性粒子 - 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】 カプセル化された超常磁性粒子 本発明は、磁気反応性（又は応答性）粒子及び周囲の媒体からのある種の分子、 巨大分子及び細胞の分離が必要であるか又は所望されている系での使用に関する 。更に詳しくは、本発明は、非常に薄い安定な変性ゼラチンで取り囲まれた磁鉄 鉱（マグネタイト）コアからなる磁気反応性粒子の製造方法に関する。所望なら ば、広範囲の種々の有機及び／又は生物学的分子を被覆物に結合しても良い。こ の粒子（結合したか又は結合しない）は、急速な重力沈降を伴うこと無く水性媒 体中に分散でき、磁界を有する媒体から好都合に回収できる。本発明で提供され る方法は、超常磁性、即ち磁界をかけた後永久的に磁化されない粒子を生成する 。この特性は、粒子を磁性集合体形成を伴うこと無しに再分散させる。かくして この粒子は再使用できるか又は再循環できる。本発明の被覆物の安定性並びにそ れへの分子の共有結合の安定性は、また本発明のカプセル化された超常磁性粒子 の使用及び再使用を容易にする。

本発明の磁気反応性粒子は、親和性もしくは吸収能を有するか、又はある種の他 の生物学的若しくは有機分子又は細胞と相互作用する生物学的又は有機分子に結 合できる。そのように結合した粒子は、分離工程又は特定のサイトへの結合した 分子の指示された移動を含み、免疫学的測定、その他の生物学的測定、生化学若 しくは酵素反応、アフィニティクロマトグラフィー精製、核酸ハイブリッド形成 、細胞選別（ｃｅｌｌｓｏｒｔｉｎｇ）、細胞分離並びにサイト特定医薬のデリ バリ−及び磁気共鳴画像形成を含む診断及び治療用途などに使用できるが、これ らに限定されない、種々のｉｎ　ｖｉｔｒｏ又はｉｎ　ｖｉｖｏ系で使用できる 。

通常の強磁性材料の非常に小さい粒子（５０〜３５０人範囲）は、磁性領域を支 持することができず、超常磁性（ｓｕｐｅｒｐａｒ−ａｍａｇｎｅｔ　ｉｃ）と 言われる。これは、この粒子が外部磁界がないと弱い磁性であるが、外部磁界を かけると容易に磁性になり凝集するようになることを意味する。このような粒子 が磁界をかけることによって磁化するようになる容易さは、ｅｍｕ／ｇｍ　（ダ ラム当たりの電磁単位）で測定した、その磁化度に直接比例する。磁界を取り除 くことによって消磁されるようになるその性質は、エルステッド（Ｏｅ）で測定 されるその保磁力に反比例する。実際問題として、少なくとも３０ｅｍｕ／　ｇ ｍの磁化度と３００ｅ未満の保磁力を有する物質（粒子）は、超常磁性であると 考えられる。一般に、磁化が大きくなるほど保磁力は小さくなり、粒子は更に有 用に又は「強く」超常磁性になる。即ち、それを磁化するためにより小さい磁力 が必要であり、これは外部磁力を除いたときその磁性を更に急速に失う。このよ うな粒子は、機械的シール及び結合から生物学的分離までに亘る多くの用途が見 出されている。

関連する先行技術の詳細な評論は、１９８７年６月６日付は発行の米国特許第４ ．６７２．０４０号に見出される。これに記載されているように、重力分離又は 遠心分離に替わるものとして生物学的系で磁力分離を使用することは、Ｂ、　Ｌ 、　１ｌｉｒｓｃｈｂｅｉｎ及びその他、［：ｈｅｍｔｅｃｈ、　１９８２年３ 月号、１７２〜１７９頁（１９８２年）、Ｍ、Ｐｏｕｒｆａｒｚａｎｅｈ、　Ｔ ｈｅ　Ｌｉｇａｎｄ　Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ、　５（１）：４１〜４７頁（１９８ ２年）、並びにＰ、Ｊ、　Ｈａｉｌｉｎｇ及びＰ、　Ｄｕｎｎｈｉｌｌ、　Ｅｎ ｚｙｍｅＭｉｃｒｏｂ、Ｔｅｃｈｎｏｌ、、　　２　：　２〜１０頁（１９８０ 年）に記載されている。酵素、抗体及びその他の生物親和性吸着体（ｂｉｏａｆ ｆ　１ｎｉｔｙａｄｓｏｒｂｅｎｔ）のような生物学的分子用の支持体として、 磁気的に分離可能な粒子を使用することの幾つかの利点は一般的に認められてい る。例えば、磁性粒子を固定酵素系における固相支持体として使用するとき［例 えば、Ｐ、Ｊ、　Ｒｏｂｉｎｓｏｎ及びその他、旧ｏｔｅｃｈ、　Ｂｉｏｅｎｇ 、、　ＸＶ：６０：３〜６０６頁（１９７３年）参照］、酵素は、懸濁した固体 を含む媒体を含む媒体から選択的に回収され、酵素反応器に再循環することがで きる。免疫測定又はその他の競合する結合測定で固体支持体として使用するとき 、磁性粒子は均一反応状態（最適結合動力学を促進し、アナライト（被測定物質 ）−吸着体平衡を最少的に変える）を許容し、そして遠心分離に比して結合して いないアナライトから結合したアナライトの分離を容易にする。遠心分離は時間 がかかり、高価でエネルギーを消費する装置を必要とし、そして放射線的、生物 学的及び生理学的危険性を見せる。他方、磁力分離は、比較的急速で容易であり 、単純な装置が必要である。最後に、アフィニティクロマトグラフィー系で非多 孔質の吸着体結合磁性粒子を使用すると物質移動が良くなり、その結果従来のア フィニティクロマトグラフィー系よりも付着が少なくなる。

それを磁性粒子に結合することによって分子を磁化する一般的な概念が述べられ 、生物学的目的のためにこのような粒子を使用する潜在的利点が認められるが、 磁力分離の実際的開発は、これまで開発された磁性粒子の幾つかの重要な性質に より妨害された。

より大きな磁性粒子［１０ミクロン（μ）より大きい溶液中の平均直径］は、弱 い磁界及び磁界勾配に反応するが、それらは急速に沈澱する傾向があり、均一状 態を必要とする反応のための有用性を制限する。大きな粒子はまたより小さい粒 子よりも更に限定された重量当たりの表面積を有しており、それでより少ない物 質しかそれに結合できない。大きな粒子の例は、直径が５０〜１２５μであるＲ ｏｂｉｎｓｏｎ及びその他のＢｉｏｔｅｃｈ、Ｂｉｏｅｎｇ、、　ＸＶ：６０３ 〜６０６頁（１９７３年）に記載のもの、直径が６０〜１４０μであるＭｏ５ｂ ａｃｈ　ａｎｄ　Ａｎｄｅｒｓｏｎ　［Ｎａｔｕｒｅ。

２７０　：２５９〜２６１頁、（１９７７年）］に記載のもの、並びに直径が５ ０〜１６０μであるＧｕｅｓｄｏｎ及びその他、［Ｊ、　Ａｌｌｅｒｇｙ　Ｃ１ １ｎ。

Ｉｍｍｕｎｏｌ　６Ｈ１）　：２：３〜２７頁、　（１９７８年）］に記載のも のである。

強磁性材料は一般に磁界に反応して永久的に磁化されるようになる。「超常磁性 」と呼ばれる物質は磁界勾配で力を受けるが、永久的に磁化されるようにはなら ない。磁性酸化鉄の結晶は、結晶の大きさに依存して、強磁性か又は超常磁性で ある。鉄の超常磁性酸化物は一般的に結晶が直径３５０人（０，０３５μ）未満 であるときなるが、より大きい結晶は一般的に強磁性を有する。Ｒｏｂｉｎｓｏ ｎ及びその他のＢｉｏｔｅｃｈ、　Ｂｉｏｅｎｇ−。

ＸＶ：６０３〜６０６頁（１９７３年）に記載されているように、磁界への最初 の露出に次いで、永久的に磁化された粒子間の磁気引力のために強磁性粒子は凝 集する傾向がある。

例えば、米国特許第４．６０４．２２２号に記載されているように、超常磁性粒 子は、磁性粉末を長時間ボールミル粉砕し、次いで長い間ふるい分は及び精製工 程を行うことによって一般的に製造される。その結果、これらは極めてコストの 高いものであり、このことはその応用を限定する。

生物学的分離に使用するために、アミン又はカルボキシのような官能基が抗体な どに結合するための表面に存在するように、粒子を誘導体化することが必要であ る。このことはアミン又はカルボキシルシランのような高価な試薬を必要とし、 磁性粒子に付ける方法は困難である。米国特許第４．６７２．０４０号及び同第 ４．６８３．０３２号参照。

第一鉄／第二鉄塩の溶液への水酸化物添加の方法による磁鉄鉱の製造はよく知ら れている。磁鉄鉱粒子を安定化するために製造の間又はその後で分散剤を使用す る概念は、例えば米国特許第４．０１９．９９５号に報告されており、Ｇｅｏｒ ｇｉａ−Ｐａｃｉｆ　１ｃＣｏｒｐｏｒａｔ　ｉｏｎにより製造される商品（” Ｌｉｇｎｏｓｉｔｅ”）のだめの基本である。しかしながら、この製品はリグニ ンポリマー鎖に付いており、カプセル化されていない磁鉄鉱粒子からなる。

リグニンの磁鉄鉱に対する比率は非常に大きく、製品は生物学的作業のために適 当であるとは思わない。

３００への直径と表面アミン基を有すると報告されている分散′性磁性酸化鉄粒 子が、Ｒｅｍｂａｕｒｎの米国特許第４．２６７、２３４号に従って、ポリエチ レンイミンの存在下で塩化第−鉄及び塩化第二鉄の塩基性沈澱により製造されて いる。この報告によれば、これらの粒子は製造の間３回磁界に曝され、再分散可 能であると記載されている。磁性粒子はゲルタールアルデヒド懸濁重合系と混合 され、０．１μの報告された直径を有する磁性ポリゲルタールアルデヒド極小球 体を形成する。ポリゲルタールアルデヒド極小球体は、蛋白質のようなアミノ含 有分子への結合を形成できる表面上のアルデヒド基を有している。しかしながら 、一般に、アルデヒド基と反応することができる化合物のみが、ポリゲルタール アルデヒド極小球体の表面に直接結合できる。更に、磁性ポリゲルタールアルデ ヒド極小球体はある種の用途のためには十分安定ではない。

ラテックス球体中に分散した磁性粒子を含有するラテックスはミクロン（ラテッ クス）範囲で利用できる。［均一ラテックス粒子（Ｕｎｉｆｏｒｍ　Ｌａｔｅｘ 　Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）　Ｊ　Ｓｅｒａｇｅｎ　Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ。

Ｉｎｃ、、　１９８６年４月補遺参照。これらは抗原分離に使用するために誘導 体にされる。微細に分割された磁鉄鉱を含有する大きなポリアクリルアミドアガ ロース粒子は、アフィニティクロマトグラフィーのために使用される。これらの 粒子は数ミクロン範囲に入る。

米国特許第４．５８２．６２２号には、ゼラチン、アラビアゴムのような水溶性 多糖類、ポリメタ燐酸ナトリウム及び強磁性物質を含有する水性コロイド溶液を 製造し、酸でｐｉを２．５〜６に調整し、そしてアルデヒドを添加することによ って水不溶性′粒子を形成することによる、０．８〜５０ｐｍの粒子サイズを有 する「均一」磁性粒子の製造が記載されている。磁性粒子は、診断測定で使用す るための、抗原、抗体及び酵素のような生物学的蛋白質を固定するためのキャリ ヤーとして有用である。

しかしながら本明細書の実施例８に示されるように、本明細書に記載したような コアセルベーション条件を使用しないこの特許の方法は、本発明の微細の、分離 した、常磁性コアセルベート被覆した磁鉄鉱粒子に比較して、比較的大きな粒子 サイズを有する劣った凝集体を生じる結果になる。当業者により認められるよう に、より小さい粒子は大きな粒子よりも大きい単位重量（又は体積）当たりの表 面積を有し、そのために、所定量の固定化生物学的蛋白質を運ぶために、大きな 粒子キャリヤーよりも少量の小さい粒子キャリヤーが必要となるであろう。また 、本発明のより小さいサイズの粒子は、診断又は治療用のために動物による接種 が容易１昏なり、他方米国特許第４．５８２．６２２号のより大きな粒子はその サイズのためにこのような用途には適当ではないと考えられる。更に、このよう な大きな粒子は、本明細書の実施例１に記載されたような磁力分離技術のために 適していない。

本発明は、変性ゼラチンの薄い層によりカプセル化された、磁鉄鉱（Ｆｅ３０４ ）の超常磁性粒子を製造する方法を提供する。

変性されたゼラチンの多機能性は、抗体のような生物学的に活性な化合物の付着 を非常に円滑にする。更に、カプセル化はこれらを非常に小さい粒子に安定化す る。

本発明は、また、ゼラチンとアラビアゴム（又は、繰り返し酸基、好ましくはカ ルボン酸基及びスルホン酸基からなる群から選択されたものからなるその他のポ リマー酸）とのコアセルベートの薄いシェルによりカプセル化された超常磁性磁 鉄鉱粒子を提供する。この方法は、超常磁性粒子を製造するためにこれまで広く 使用されてきた長時間の粉砕（ｍｉｌｌｉｎｇ）及び磨砕（ｇｒ　ｉｎｄ　ｉｎ ｇ）の必要性を取り除く。カプセル化物質は、ゼラチン−アラビアゴムシェル又 は被覆物中に存在する種々の官能基を通して反応性を提供する。

図面に於いて、 第１図は、実施例１のカプセル化された超常磁性磁鉄鉱粒子についての磁化曲線 を示すシグマドループである。

本発明により、５０八〜３５０人の範囲内の狭い粒子サイズ分布を有する超常磁 性粒子が、第二鉄塩と第一鉄塩との混合物を水に、１．６〜２．４の範囲内の第 二鉄イオンの第一鉄イオンに対するモル比を与えるような量で、０．０１〜１モ ル濃度の範囲内、好ましくは０．０５〜０．５モル濃度の範囲内、更に好ましく は０．１モル濃度の濃度で添加し、任意に、酸、例えば硫酸をｐＨを１．５未満 に調節するために添加し、好ましくは界面活性剤溶液を０，１〜５％（重塁７休 積）添加し、好ましくは不活性ガス、好ましくは窒素を、少なくとも１０分間、 好ましくは少なくとも３０分間通して泡立たせることよ、て、得られた溶液から 酸素を排気させ、（好ましくは排気した）溶液に（好ましくは、できるだけ急速 に）攪拌しながら、濃ＮａＯＨ（又は、当量の水酸化物、例えば水酸化アンモニ ウム、水酸化カリウムもしくは水酸化リチウム）を、水溶液中に存在するＦｅ” 　１ｉル当たり水酸化物８モルの過剰の量で添加して、上記範囲内の粒子サイズ 分布を有するＦｅ、［１４の粒子を形成し、得られた磁鉄鉱粒子を水で、好まし くは磁力分離の補助で、磁鉄鉱分散液のｐｌ（が１０〜１１の範囲内になるまで 洗浄し、ゼラチン／ポリマー酸被覆物をコアセルベートにより粒子上に析出させ 、そして架橋することにより製造する。好ましくは、コアセルベーションは、過 剰の水を、好ましくは磁力分離の補助で、ｐＨＬＯ〜ＩＩにまで洗浄した磁鉄鉱 分散液から除去して、磁鉄鉱粒子の濃縮分散液を形成し、得られた磁鉄鉱分散液 を攪拌しながら、８より大きい等電点を有するゼラチンと、好ましくはカルボン 酸基及びスルホン酸基からなる群から選択された少なくとも１個の繰り返し酸基 からなるポリマー酸との、該ゼラチン及びポリマー酸のそれぞれは１％〜１０％ （重量／体積）の濃度で存在し、乾燥基準の磁鉄鉱のゼラチン／ポリマー酸混合 物に対する比率が４＝１〜１：１である、温度が少なくとも４０℃の水溶液に添 加し、そして、４〜５．５の範囲内のｐＨと２％（重量／体積）未満のゼラチン ／ポリマー酸混合物の濃度からなるコアセルベーション条件に調ｉすることによ って行われる。架橋は公知のゼラチン硬化剤で行われる。

好ましくは、ゼラチン及びアラビアゴム（又は他のポリマー酸）のそれぞれは４ ％（重量／体積）の濃度で工程（５）の水溶液中に存在し、乾燥基準の磁鉄鉱の ゼラチン／ポリマー酸混合物に対する比率は好ましくは３：１である。好ましく は、コアセルベーションは、Ｈ２ＳＯ，（又は、酢酸若しくは強酸、例えば、Ｈ ＣＡのような他の適当な酸）で、４．０〜５．５のｐｉ（、更に好ましくは４， ５のｐＨにｐＨを調整し、得られた懸濁液を攪拌しながら５℃より低い温度に維 持した大過剰の冷水にゆっくり（５〜３０分間かけて）添加し、コアセルベート 被覆された粒子を安定化するために、得られた懸濁液を好ましくは少なくとも３ ０分間攪拌することによって行う。架橋は好ましくは、安定化されたコアセルベ ート被覆された粒子の懸濁液に、ゲルタールアルデヒド又は他のゼラチン硬化剤 の濃厚溶液を、乾燥基準でゼラチン１００　ｇ当たりゲルタールアルデヒド少な くとも２ｇ当量を与えるような量で急速に添加し、そうして磁性粒子上のコアセ ルベート被覆物中のゼラチンを架橋し、好ましくは３０分間攪拌して架橋反応の 完結を確実にし、Ｎａ０）１のような塩基でｐＨを７より大きく上昇させ、温度 をゆっくり２０〜２５℃（環境温度）に上昇させ、そして、水で洗浄して未反応 のゲルタールアルデヒドを除去することによって行う。

好ましくは出発物質の第二鉄及び第一鉄塩は硫酸塩である。

しかしながら、塩化物又は他のハロゲン化物、酢酸塩及び硝酸塩のようなその他 の水溶性塩が使用できる。

本発明の方法に於いて第二鉄イオンの第二鉄イオンに対する比は１．６〜２．４ の範囲内で変えることができるが、式＝２　Ｆｅ””　＋Ｆｅ”＋　８　（ＯＨ ）−Ｐｅ５ｔ４＋４Ｌ［ｌを満足する実質的に化学量論的量を与えるように、そ の比が約２であることが現在好ましい。

ドデシル硫酸す１１ウムが本発明の方法で界面活性剤として使用するために現在 好ましいが、他のアニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤も有用であり、ノ ニオン界面活性剤は有用であると期待される。種々のこのような界面活性剤は、 ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎの乳化剤及び洗浄剤、ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ　Ｄｉｖｉｓ ｉｏｎ、　ＭＣＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ、、　ＧＩｅｎ　Ｒｏｃｋ、　Ｎｅｗ 　Ｊｅｒｓｅｙ、　ｌｌ５Ａから選択できる。

適当なアニオン界面活性剤には、Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　ｔｌａａｓ　Ｃｏ、販売の Ｔｒｉｔｏｎ　７７０アルキルアリールポリエーテル硫酸塩、ナトリウム塩；　 Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｂａａｓ　Ｃｏ、販売のＴｒｉｔｏｎ　Ｘ−２００アルキル アリールポリエーテルスルホネート、ナトリウム塩；　Ｒｏｈｍ　ａｎｄＨａａ ｓ　Ｃｏ、販売のＴｒｉｔｏｎ　ＧＲ−５Ｍジオクチルナトリウムスルホ琥珀酸 塩、ナトリウム塩；Ｃａｎａｄａ　Ｐａｃｋｅｒｓ、　Ｉｎｃ、販売のＳｔｅｒ ｌｉｎｇＡＭアンモニウムラウリルスルホネート：　ＧＡＦ　Ｃｏｒｐ、販売の Ｇａｆａｃ　ＲＭ−７１０複合有機燐酸エステルの遊離酸；及び唱ｔｃ。

Ｃｈｅｍ、　Ｃｏｒｐ、販売のＷｉｔｃｏｌａｔｅアルコールエーテル硫酸塩が ニウムクロライド、０ｎｙｘ　Ｃｈｅｍ、　Ｃｏ、販売のＡｍｍｏｎｙｘ　ＤＭ ＣＤ−４０ラウリルジメチルアミンオキサイド、Ｑｎｙｘ　Ｃｈｅｍ、Ｃｏ、販 売のＡｍｍｏｎｙｘ　Ｔセチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、Ｗｉ ｔｃｏ　Ｃｈｅｍ、　Ｃｏｒｐ、販売のＥｍｃｏｌ　ＣＣ５５ポリプロポキシ第 四級アンモニウムアセテート、Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　Ｂａａｓ　Ｃｏ、販売のＴｒ ｉｔｏｎＲＷシリーズ、カチオン性ポリアルキレングリコール類及びＴｏｍａｈ 　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、　Ｉｎｃ、販売のＥｍｕｌｓｉｆｉｅｒ　３第四級アンモ ニウムクロライドが含まれる。

適当なノニオン界面活性剤には、０ｆｉｎ　Ｃｈｅｍ　Ｃｏ、販売の５ｕｒｆａ ｃｔａｎｔ　ＩＯＧノニルフェノキシポリグリシドール、Ｔｒｉｔｏｎｘ−ｔｏ ｏのような、Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　ｔ（ａａｓ　Ｃｏ、販売の種々のＴｒｉｔｏｎ アルキルアリールオキシポリエトキシエタノール類が含まれる。

上記工程（２）で好ましくはＦｅ”１モル当たり１０モルのオーダーの、化学量 論的量を超える実質的過剰の水酸化物を使用することが好ましい。１０：１を超 えるＮａＯＨ／Ｆｅ”＋の比が使用できるが、そのようにすることによって有利 であるとは思われない。アラビアゴムはゼラチンのためのコアセルベート化剤と して好ましく使用されるが、アルギン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸 、イタコン酸、クロトン酸、３−アクリルアミドプロパンスルホン酸、２−アク リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−アクリロイルオキシプロパン スルホン酸、スチレンスルホン酸などのような、カルボン酸基及びスルホン酸基 からなる群から選択された繰り返し酸基からなるその他のポリマー酸が、アラビ アゴムのために置換できる。典型的なコモノマーは、メチルメタクリレート、エ チルアクリレートのようなアルキルアクリレート及びアルキルメタクリレート並 びにエチレン、例えば、部分的に加水分解されたポリ　（エチレン−共−無水マ レイン酸）、メチルビニルエーテル、スチレン、酢酸ビニル、例えハ、部分的に 加水分解されたポリ　（酢酸ビニル−共−無水マレイン酸）、アクリルアミド、 メタクリルアミド及びＮ−イソプロピルアクリルアミドのようなアミドのような ビニルモノマーである。

ポリマーの分子量は５．０００〜３００．０００の範囲であって良い。

アラビアゴムを使用する場合には、ゼラチンのアラビアゴムに対する好ましい重 量比は１：１であるが、この比は２：１・〜１：２の範囲内であるのが好都合で ある。他のポリマー酸、好ましくはポリカルボン酸又はポリスルホン酸がアラビ アゴムのために置換される場合には、その比は適宜調整される。

同様に、磁鉄鉱のコアセルベートに対する現在好ましい比は乾燥基準で３＝１で あるが、この比は４：１〜１：１の範囲内で好都合に選択できる。

好ましくは、上記冷却工程に於ける懸濁液の冷水に対する比は、冷水８〜１０リ ツトルに対して懸濁液１リツトルである。

ゲルタールアルデヒドは本発明の方法で使用するための現在好ましい架橋剤であ るが、写真技術に於ける当業者に知られているその他のゼラチン硬化剤で、当量 の化学量論を維持するために必要とされるように適当に調整して、置き換えるこ とができる。

典型的な有用なゼラチン硬化剤には、米国特許第３．２３２．７６４号に記載さ れているようなホルムアルデヒド並びにサクシンアルデヒド及びゲルタールアル デヒドのようなジアルデヒド；米国特許第３．５４２．５５８号に記載されてい るような活性エステル；米国特許第３．１０６．４６８号、同第３．３０５．３ ７６号及び同第３、９５７．８８２号に記載されているような活性ハロゲン化合 物：米国特許！　３，３２５，２８７号に記載されているようなｓ−トリアジン ；米国特許第３．５７５．７０５号に記載されているようなアジリジン；米国特 許第３．４９０．９１１号及び同第３．６４０．７２０号に記載されているよう な活性オレフィン；米国特許第３’、　８４１．８７２号及び同！　３，５３９ ，６４４号に記載されているようなビス（ビニルスルホニルメチル）エーテル及 びビス（ビニルスルホニル）メタンのようなビニルスルホン；ムコクロル酸及び ムコブロム酸のようなハロゲン置換アルデヒド酸；並びに、ジアルデヒドスター チポリ　（アクロレイン−共−メタクリル酸）、ポリ（スチレン−共−２−クロ ロエチルスルホニルメチルスチレン）及びポリ　（スチレン−共−ビニルスルホ ニルメチルスチレン）のようなポリマー硬化剤が含まれる。

本発明のコアセルベート被覆された超常磁性粒子は、７０八〜４５０八、好まし くは１００八〜４００人、更に好ましくは１５０八〜３５０への範囲内の平均直 径を有し、２０八〜１００人厚さ、好ましくは３０八〜５０人厚さである被覆物 で被覆された、５０八〜３５０人、好ましくは１００八〜３００人、更に好まし くは１５０八〜２５０への範囲内の平均直径を有する磁鉄鉱粒子からなり、被覆 物はゼラチンの、アラビアゴム又は他のポリマー酸、好ましくはカルボン酸又は スルホン酸の繰り返し単位を含有するものとの架橋したコアセルベートからなり 、磁鉄鉱粒子は被覆される前は３０ｅｍｕ／　ｇｍより大きい、好ましくは４０ ｅｍｕ／ｇｍより大きい、更に好ましくは５０ｅｍｕ／ｇｍより大きい磁化と、 ３００ｅ未満、好ましくは２５０ｅ未満、更に好ましくは２００ｅ未満の保磁力 を有する。被覆された粒子は、３０ｅｍｕ／ｇｍより大きい、好ましくは４０ｅ ｍｕ／ｇｍより大きい磁化と、３００ｅ未満、好ましくは２５０ｅ未満、更に好 ましくは２００ｅ未満の保磁力を有する。本明細書に記載した常磁性粒子の磁化 及び保磁力の値は、乾燥粒子に２５０００ｅの磁界をかけて、ＶＳＭメーターを 使用することによって得られた値である。

前記のように、本発明の被覆された超常磁性粒子は、例えば、米国特許第４．６ ７２．０４０号に記載され、前記先行技術に関する記述に述べたように、生物学 的物質の分離のための、並びに医薬デリバリ−系に於ける、診断画像形成のため の及び、狭い粒子サイズ分布を有する微細な超常磁性粒子を使用することが有利 であるその他の応用、特に生物親和性が重要である応用に於ける公知の技術で使 用することができる。

下記の実施例は、本発明の実施を示すために示す。

実施例１ 硫酸第一鉄と硫酸第二鉄との等モル混合物１００ｍＬのｐＨを、２５％硫酸で１ ．０に調整した。これに、硫酸でｐＨを０．８に調整した酸処理した（ｐｉ−９ ）　　４％ゼラチン溶液１０ｍＬを添加した。

温度を５０℃に上昇し、２５％水酸化ナトリウム溶液を５分間かけて添加し、最 終ｐＨを１２．５にした。この間、溶液を空気の存在下で攪拌した。黒色の懸濁 液を磁気的に分離し、蒸留水で洗浄した。次いで、洗浄した磁鉄鉱沈澱物をゼラ チン及びアラビアゴムのそれぞれを４％重量／体積含有する溶液１００ｍＬと混 合した。ゼラチンは上記の磁鉄鉱製造工程で使用したものと同じ種類のものであ った。磁鉄鉱とゼラチン−アラビアゴムとの混合物を４０℃で攪拌し、ｐＨを２ ５％ｌＩｃ、ｉ２で４．５に下げた。次いでこの混合物を、４．５℃で急速に攪 拌している水５００ｍＬ中にゆっくり注いだ。３０分後、５０％ゲルタールアル デヒド２０ｍＬを添加し、ゼラチン被覆物は完全に架橋していると考えられ、カ プセル化された磁鉄鉱を磁力分離を使用して蒸留水で数回洗浄した。

電子顕微鏡検査の結果、粒子は非常に少量の４０〜５０八両分を有する、直径が １００〜１５０人のものであることが示された。

元素分析をゼラチン−アラビアゴム含有量を決定するために使用し、３１へのシ ェル厚さの推定が（磁性粒子直径が１００八であると仮定して）算出された。磁 性評価を第４図に示す。

この磁化曲線からヒステリシスが存在しなことが容易にわかる。

磁力分離は、スチールウール（ファイングレード）製約３印長及び１．５（ＪＩ Ｄのプラグを、小さなプラスチック粉末ロートのステムに挿入することによって 示した。ステムを小さなを取り除き、この透明な液体をロートに注いで、粒子を スチールウールから除いた。回収は優れており、これは粒子が超常磁性であるこ との別の証拠である。

実施例２ 磁鉄鉱の製造に於けるゼラチンの代わりに、界面活性剤／分散剤としてドデシル トリメチルアンモニウムクロライド０．５％を使用した他は、実施例１を繰り返 した。ゼラチン及びアラビアゴムを含むカプセル化工程を実施例１に記載したよ うに正確に行った。結果は匹敵し得るものであった。

実施例３ この実施例は、ゼラチン−アラビアゴムシェルの疎水化を示し、そうしてカプセ ル化されたＦｅ５０．粒子はトルエン又はエチルベンゼンのような水非混和性有 機溶剤のための親和性を有し、かくしてそれを鉄含有液体（ｆｅｒｒｏ　ｆｌｕ ｉｄｓ）のような非水系で有用にする（例えば、米国特許第３．５３１．４１３ 号参照）。

実施例１の湿潤凝集体（ｃｏａｇｕｌｕｍ）　　１　ｇを、水１５℃シ及びＱｕ ｉｌｏｎ　Ｍ（ＤｕＰｏｎｔ）　１　ｍＬと混合し、混合物を５日間振盪した。

カプセル化されない磁鉄鉱製造からなる他の試料も、この方法で処理した。次い で試料を傾瀉し、洗浄の間に磁気的に傾瀉して、水で数回洗浄した。次いでこれ らを洗浄の間に磁気的に傾瀉して、メタノールで３回洗浄し、その後、これらを エチルベンゼンと混合した。同じ方法で洗浄したカプセル化された磁鉄鉱粒子及 びカプセル化されない磁鉄鉱粒子の未処理試料との比較は、Ｑｕｉｌｏｎ処理し たカプセル化され磁鉄鉱のみが、より遅い沈降速度を有していたことを示した。

このことは、Ｑｕ　ｉ　Ｉｏｎがこれらの磁性試料の表面で反応し、今や表面が 疎水性であるように結合したことを示す。

Ｑｕｉｌｏｎは、Ｄｕｐｏｎｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから販売されているク ロム錯体であり、ミリスチン酸が３価のクロムと共有結合している。（イソプロ パツール中の）商品溶液は、５．７％（重量）のクロムと１１．７％の脂肪酸を 含んでいる。アニオンは塩化物（７，８％）である。０ｕｉｌｏｎは一般的に紙 及び織物に撥水性を与えるために使用される。

アルキルチタネート、シラン及びボレートのような他の疎水化剤も使用できる。

実施例４ 実施例１に記載したようにゼラチン−アラビアゴムコアセルベートによりカプセ ル化された磁鉄鉱粒子の懸濁液を、この粒子の濃縮分散液（１３％重量／体積、 乾燥基準）２Ｊ４ｇを、蒸留水２５ｍＬと混合して製造した。これを高速（Ｖｉ ｒｔｉｓ）　　ミキサー中で２３．００Ｏｒｐｍで３分間攪拌した。ベンゾキノ ンの２％溶液２５ｍＬを添加し、水酸化すｌ−ＩＪクロムｐＨを１１．１に上げ た。

この混合物を１８時間振盪し、その後それを磁気的に分離し、蒸留水で３回洗浄 し、次いでメタノールで２回洗浄した。これを７５℃で乾燥した。燃焼分析は、 ゼラチン−アラビアゴムシェルがベンゾキノンと反応し、変性されたシェルの１ ４％がベンゾキノンであったことを示した。

実施例５ カプセル化された磁鉄鉱粒子の懸濁液を実施例１に記載したようにして製造し、 ゲルタールアルデヒドの溶液（１％）と混合した。これを２．５日間振盪し、そ の後それを磁気的に分離し、蒸留水で（３回）洗浄した。洗浄した粒子を２％ゼ ラチン溶液（等電点８．３）と混合し、４０℃で１８時間攪拌した。

次いでこれを磁気的に分離し、３５℃の蒸留水で３回洗浄した。

続いてメタノールで２回洗浄した。分析は、ゼラチン−アラビアゴムシェルが、 溶液中のゼラチンがゲルタールアルデヒド活性化粒子表面と結合したために、重 量で二倍になったこカプセル化された磁鉄鉱粒子の懸濁液を実施例１に記載した ようにして製造し、アラビアゴム２％及びブタンジオールビス（グリシジル）エ ーテル５％を含む溶液と混合した。これを６日間振盪し、その後それを磁気的に 分離し、蒸留水で洗浄した。続いてメタノールで洗浄した。分析は、粒子が、カ プセル化され磁鉄鉱粒子に結合したエポキシドを介して実質的量のアラビアゴム と結合したことを示した。シェルは重量が５０％増加した。

実施例７ 硫酸第一鉄及び硫酸第二鉄の両方で１モル濃度である溶液２００ｍＬを製造し、 得られた混合物をドデシル硫酸す）　ＩＪウム中１％にした。窒素を２５℃で３ ０分間通すことによってこの溶液から溶解した酸素を排出した。急速に攪拌した この混合物に、水８０ｍＬ中の水酸化ナトリウム４０ｇを急速に添加し、窒素下 に１時間攪拌を続けた。この時間の後、反応混合物を過剰の水の中に注いだ。磁 鉄鉱を磁気的に分離し、洗浄した水のｐＨが１１より低くなるまで、蒸留水で洗 浄した。Ｘ線回折の方法により、反応混合物はＦｅＪ＜とじて同定された。磁化 及び保磁力は、それぞれ５６．９ｅｍｕ／　ｇｍ及び１５．４０ｅであった。

３００ｅ未満の保磁力は超常磁性物質であることを示している。

湿潤磁鉄鉱ペーストをゼラチン及びアラビアゴムのそれぞれが４％重重量体積の 濃度で存在するゼラチン−アラビアゴム溶液２００ｍＬ中に分散させた。ゼラチ ンは約８．５の等電点を有していた。この混合物を４０℃で攪拌し、ｐＨを２５ ％硫酸で４．５に下げた。次いでこの混合物を、４℃で急速に攪拌している水２ １中にゆっくり注いだ。３０分後、５０％ゲルタールアルデヒド４ｍＬを添加し 、コアセルベート化した磁鉄鉱の懸濁液を更に３０分間４℃で攪拌した。次いで ｐＨを水酸化すＩ−ＩＪクロム１０に上げ、溶液を室温にした。この時点で、コ アセルベートシェルは完全に架橋し、カプセル化された磁鉄鉱を、洗浄の間に磁 力分離を使用して、室温で蒸留水で数回洗浄した。

電子顕微鏡検査の結果、粒子は非常に少量の４０〜５０八部分を有し、直径が１ ００〜１５０八であることが示された。元素分析をゼラチン−アラビアゴム含有 量を決定するために使用し、３１へのシェル厚さの推定が、磁性粒子直径が１０ ０八であると仮定して算出された。

実施例８ 米国特許第４．５８２．６２２号には、ゼラチン、アラビアゴム及びポリメタ燐 酸ナトリウムからなる混合物の沈澱を含む方法により、磁鉄鉱粒子のカプセル化 が記載されている。この特許の実施例１に記載されている方法を、そこで使用さ れている界面活性剤（アルキルスルホマレエート、オレイン酸ナトリウム、及び Ｄｅｍｏｌ　Ｅｐ）をドデシル硫酸ナトリウムで置き換えて行った。

磁鉄鉱の量についての３個の変形：　（１）非常に低いこの特許の実施例１に使 用された濃度、（２）５倍に増加及び（３）１０倍に増加を作った。

製造した全部の粒子は、１〜１０ミクロンの範囲の直径で非常に悪い凝集を示し た。　本明細書の実施例１に記載したようなスチールウールロートを使用する分 離は、磁界を取り除いた後で粒子をスチールウールから洗い出すことができず不 成功であった。

シグマ：　ｌ　ＩＮＣＨ＝２．○○○Ｅ＋ＯＩＥＭＵ／Ｑ補正書の翻訳文提出書 （補正法第１８４条の７第１項） 平成２年１１月　９日 特許庁長官　植　松　　　敏　殿 ■　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１０１９０１ 、発明の名称 カプセル化された超常磁性粒子 ３　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、ニューヨーク　１４６５０゜ロチェスター、ステイト 　ストリート３４３名　称　イーストマン　コダック　カンパニー請求の範囲 １、第二鉄塩と第一鉄塩との混合物を水に、第二鉄イオンの第一鉄イオンに対す るモル比が１．６〜２．４の範囲内になるような量で、０．１〜１モル濃度の範 囲内の濃度で添加することによって第二鉄塩と第一鉄塩との水溶液を形成し、こ の溶液に濃水酸化物を、水溶液中に存在する第一鉄イオン１モル当たり０Ｈ８− モルの過剰の量で添加して磁鉄鉱の微細粒子の分散液を形成し；得られた磁鉄鉱 粒子を水で、磁鉄鉱分散液の［）Ｈが１０〜１１の範囲内になるまで洗浄し；ゼ ラチン及びポリマー酸の被覆物をコアセルベーションにより粒子上に析出させ； 該ｐＨ１０〜１１にまで洗浄した磁鉄鉱分散液から過剰の水を除去することによ って磁鉄鉱粒子の濃縮分散液を形成し、次いで得られた磁鉄鉱分散液を、８より 大きい等電点を有するゼラチンと少なくとも１個の繰り返し酸基を含むポリマー 酸で製造された粒子を被覆することによって、ゼラチン／ポリマー酸被覆物を磁 鉄鉱粒子の上に析出させ；そして４．０と５．５の間の範囲のＰＨ及び２％（重 量／体積）未満のゼラチン／ポリマー酸混合物の濃度を含むコアセルベーション 条件に調整し；次いで架橋することを特徴とする、狭い粒子サイズ分布を有する 安定な、被覆された超常磁性磁鉄鉱粒子を製造する方法。

２、前記方法が、更に、ｐＨを１．５未満に調整するために、第二鉄塩と第一鉄 塩との水性混合物に十分な酸を添加することを含む請求の範囲１記載の方法。

３、前記方法が、更に、該塩溶液に０，１〜５％（重量／体積）の界面活性剤を 添加することを含む請求の範囲１記載の方法。

４６　　前記方法が、更に、不活性ガスを少なくとも１０分間通して泡立たせる ことによって溶液から酸素を排気させることを含む請求の範囲１記載の方法。

５、　コアセルベートがゼラチン用の適当な架橋剤で架橋される請求の範囲１記 載の方法。

６、　カプセル化された超常磁性粒子が狭い粒子サイズ分布を有し、粒子の平均 直径が７０八〜４５０人の範囲内にあり、該粒子が狭い粒子サイズ分布を有する 磁鉄鉱の粒子を含んでなり、磁性粒子の平均直径が５０人と３５０への間にあり 、該磁鉄鉱粒子が３０ｅｍｕ／ｇｍより大きい磁化と３００ｅ未満の保磁力とを 有し、該磁鉄鉱粒子がゼラチンとポリマー酸との架橋したコアセルベートの被覆 物でカプセル化された超常磁性粒子。

７、該ポリマー酸がカルボン酸基及びスルホン酸基からなる群から選らばれた繰 り返し酸基からを含んでなる請求の範囲６記載の超常磁性粒子。

８、磁鉄鉱粒子が５０ｅｍｕ／ｇ＋ｎより大きい磁化と２５０ｅ未満の保磁力と を有する請求の範囲６記載の超常磁性粒子。

国際調査報告 ｔｍｍ＋ｗ−＾−−−ゆＡＮ・　ＰＣＴ／υＳ　８９／（ｎ９０１国際調査報告 ＵＳ　８９０１９０１ ＳＡ　　　　２９１１０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．第二鉄塩と第一鉄塩との混合物を水に、第二鉄イオンの第一鉄イオンに対す るモル比が１．６〜２．４の範囲内になるような量で、０．１〜１モル濃度の範 囲内の濃度で添加することによって第二鉄塩と第一鉄塩との水溶液を形成し、こ の溶液に濃水酸化物を、水溶液中に存在する第一鉄イオン１モル当たりＯＨ−８ モルの過剰の量で添加して磁鉄鉱の微細粒子の分散液を形成し；得られた磁鉄鉱 粒子を水で、磁鉄鉱分散液のｐＨが１０〜１１の範囲内になるまで洗浄し；ゼラ チン及びポリマー酸の被覆物をコアセルベーションにより粒子上に析出させ；そ して次いで架橋することを含んでなる、狭い粒子サイズ分布を有する安定な、被 覆された超常磁性磁鉄鉱粒子を製造する方法。
2. ２．前記方法が、更に、ρＨを１．５未満に調整するために、第二鉄塩と第一鉄 塩との水性混合物に十分な酸を添加することを含む請求の範囲１記載の方法。
3. ３．前記方法が、更に、該塩溶液に０．１〜５％（重量／体積）の界面活性剤を 添加することを含む請求の範囲１記載の方法。
4. ４．前記方法が、更に、不活性ガスを少なくとも１０分間通して泡立たせること によって溶液から酸素を排気させることを含む請求の範囲１記載の方法。
5. ５．該ｐＨ１０〜１１にまで洗浄した磁鉄鉱分散液から過剰の水を除去すること によって磁鉄鉱粒子の濃縮分散液を形成し、次いで得られた磁鉄鉱分散液を、８ より大きい等電点を有するゼラチンと少なくとも１個の繰り返し酸基を含むポリ マー酸との、温度が少なくとも４０℃の水溶液に添加することによって製造され た粒子を被覆することによって、ゼラチン／ポリマー酸被覆物を磁鉄鉱粒子の上 に析出させる請求の範囲１記載の方法。
6. ６．４．０と５．５の間の範囲のｐＨ及び２％（重量／体積）未満のゼラチン／ ポリマー酸混合物の濃度を含むコアセルベーション条件に調整することによって 、ゼラチン／ポリマー酸混合物をコアセルベートする請求の範囲５記載の方法。
7. ７．コアセルべートがゼラチン用の適当な架橋剤で架橋される請求の範囲５記載 の方法。
8. ８．カプセル化された超常磁性粒子が狭い粒子サイズ分布を有し、粒子の平均面 径が７０Å〜４５０Åの範囲内にあり、該粒子が狭い粒子サイズ分布を有する磁 鉄鉱の粒子を含んでなり、磁性粒子の平均直径が５０Åと３５０Åの間にあり、 該磁鉄鉱粒子が３０ｅｍｕ／ｇｍより大きい磁化と３００ｅ未満の保磁力とを有 し、該磁鉄鉱粒子がゼラチンとポリマー酸との架橋したコアセルベートの被覆物 でカプセル化された超常磁性粒子。
9. ９．該ポリマー酸がカルボン酸基及びスルホン酸基からなる群から選らばれた繰 り返し酸基からを含んでなる請求の範囲８記載の超常磁性粒子。
10. １０．磁鉄鉱粒子が５０ｅｍｕ／ｇｍより大きい磁化と２５０ｅ未満の保磁力と を有する請求の範囲８記載の超常磁性粒子。