JPH0526794A - 包埋用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （Ａ）特定の（メタ）アクリレート単量体４
５〜９０重量％と、（Ｂ）前記（メタ）アクリレート単
量体と相溶し、共重合可能な親水性単量体５〜５０重量
％と、（Ｃ）特定の多官能性単量体３〜２０重量％と、
（Ｄ）３００〜７００ｎｍの波長の光に感光する光重合
開始剤０．０１〜５重量％とを含有する包埋用樹脂組成
物。 【効果】 本発明の包埋用樹脂組成物は、重合による体
積収縮及び発熱が少ないため生体組織の変性が少なく、
また、薄切片の作製が容易で、染色性も良好である。ま
た可視光によって硬化させることができるため、作業上
安全性に優れ、短時間で重合硬化させることができる。
従って、顕微鏡下にて、生体組織の微細構造を観察する
ための試料を作製するための包埋用樹脂組成物として有
用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、細胞群及び細胞、歯牙
組織、骨組織等の生体組織の微細構造を顕微鏡下で観察
する試料等を作製するための包埋用樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生体組織を光学顕微鏡及び透過型電子顕
微鏡で観察する場合には、通常試料を包埋用樹脂にて包
埋し、ミクロトームにより薄切し観察用試料とする方法
が行なわれている。該包埋用樹脂としては、熱硬化型の
エポキシ樹脂、熱硬化型の不飽和ポリエステル樹脂、紫
外線あるいは可視光線硬化型アクリル樹脂等が知られて
いる。

【０００３】また一般に、生体組織を光学及び電子顕微
鏡により観察する場合には、生体組織が変性しないよう
な温和な条件下で包埋固定することが好ましく、このた
め前記包埋用樹脂に対しては、１）重合温度、重合によ
る発熱の低減、２）重合による体積収縮の低減等が要求
されており、また迅速に観察し診断することが必要であ
るため、硬化時間の短縮が望まれている。しかしながら
前記熱硬化型のエポキシ樹脂又は熱硬化型不飽和ポリエ
ステル樹脂の場合には、硬化に１〜３日と長時間を要
し、また硬化時に７０〜１４０℃程度の発熱が生じるた
め、生体組織が発熱により変性するという問題がある。
また前記紫外線硬化型アクリル樹脂の場合、熱硬化型樹
脂に比べて重合による発熱は小さいものの、紫外線によ
る蛋白質の崩壊や変性が生じ、更にまた、強い紫外線は
人体に対して悪影響をおよぼすので作業者の安全性にも
問題がある。更に特開平１−１８７４５７号公報等にお
いて提案されている可視光線硬化型アクリル樹脂は、重
合による体積収縮が大きく、生体組織の変性が生じると
いう問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、重合
による発熱が僅かで、且つ重合による体積収縮が小さい
等の生体組織に対する影響が極めて少ない包埋用樹脂組
成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（Ａ）
下記一般式化３（式中Ｒ₁は、水素原子またはメチル基
を示し、Ｒ₂は、炭素数７〜１５の脂環式炭化水素基を
示す。またｎは、０又は１を示す）で表わされる（メ
タ）アクリレート単量体（以下（メタ）アクリレート単
量体１と称す）４５〜９０重量％と、

【０００６】

【化３】

【０００７】（Ｂ）前記（メタ）アクリレート単量体と
相溶し、共重合可能な親水性単量体５〜５０重量％と （Ｃ）下記一般式化４（式中Ｒ₃及びＲ₄は、同一若しく
は異なる基であって、水素原子またはメチル基を示す。
またｍは、４〜２５の整数を示す）で表わされる多官能
性単量体（以下多官能性単量体２と称す）３〜２０重量
％と

【０００８】

【化４】

【０００９】（Ｄ）３００〜７００ｎｍの波長の光に感
光する光重合開始剤０．０１〜５重量％とを含有する包
埋用樹脂組成物が提供される。

【００１０】以下本発明を更に詳細に説明する。

【００１１】本発明の包埋用樹脂組成物は、特定の（メ
タ）アクリレート単量体、親水性単量体、特定の多官能
性単量体及び光重合開始剤を、特定割合で含むことを特
徴とする。

【００１２】本発明において用いる（メタ）アクリレー
ト単量体は、前記一般式化３で表わされる（メタ）アク
リレート単量体１である。この際Ｒ₂の炭素数が、１６
以上の場合には製造が困難である。前記（メタ）アクリ
レート単量体１としては、例えばジシクロペンテニルア
クリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）
アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、イ
ソボルニルオキシエチル（メタ）アクリレート、シクロ
ドデシル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキ
シル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシル
オキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニ
ル［５，２，１，０²・⁵］（メタ）アクリレート、アダ
マンチル（メタ）アクリレート等を挙げることができ、
使用に際しては単独若しくは混合物として用いることが
できる。

【００１３】前記（メタ）アクリレート単量体１を調製
するには、相当するアルコールと（メタ）アクリル酸と
のエステル化反応等によって容易に得ることができる。

【００１４】前記（メタ）アクリレート単量体１の配合
割合は、包埋用樹脂組成物全体に対して、９０〜４５重
量％の範囲である。配合割合が９０重量％を超える場合
には、得られる樹脂が脆弱となり薄切片を作製する際に
壊れやすくなり、また４５重量％未満の場合には、重合
による体積収縮が大きくなる。

【００１５】本発明において用いる前記（メタ）アクリ
レート単量体１と相溶し、共重合可能な親水性単量体と
しては、ポリオールの（メタ）アクリレート等を好まし
く用いることができ、具体的には例えば、単官能である
ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプ
ロピル（メタ）アクリレート、グリセロールメタクリレ
ート等を挙げることができ、使用に際しては単独若しく
は混合物として用いることができる。

【００１６】前記親水性単量体の配合割合は、包埋用樹
脂組成物全体に対して、５〜５０重量％である。配合割
合が５重量％未満の場合には、生体組織に対する親和性
及び浸透性が低下し、また、５０重量％を超えると、得
られる樹脂の吸湿性が高くなり保存安定性に欠ける。

【００１７】本発明において用いる多官能性単量体は、
前記一般式化４で表わされる多官能性単量体２である。
この際ｍが、３以下の場合には、架橋密度が高くるた
め、組織染色する際に染料の拡散、浸透が困難になり、
更には重合による体積収縮が増大し、また２５を超える
と、組成物の粘度が増大し作業性が著しく低下し、更に
化合物の製造も困難となる。

【００１８】前記多官能性単量体２としては、具体的に
は例えばテトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、ヘキサエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ヘキサプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等を
好ましく挙げることができる。

【００１９】前記多官能性単量体２の配合割合は、包埋
用樹脂組成物全体に対して３〜２０重量％である。配合
割合が３重量％未満の場合には、得られる樹脂が脆くな
り薄切片を作製する際に壊れやすく、２０重量％を超え
ると、得られる樹脂が軟らかくなり薄切片を作製するた
めに十分な強度を得ることができない。

【００２０】更に本発明に用いる３００〜７００ｎｍの
波長の光に感光する光重合開始剤としては、例えばベン
ゾインエーテル誘導体、アセトフェノン誘導体、オキシ
ムケトン誘導体、アシルフォスフィン誘導体、アリール
アルキルケトン誘導体等を単独で、またはベンゾフェノ
ン類、チオキサントン類、ケトクマリン類、α−ジケト
ン類等と３級アミン類との組成物、さらには、芳香族ペ
ルオキシエステル類と、（チオ）ピリリウム塩類、（チ
オ）キサンテン類、（ケト）クマリン類、α−ジケトン
類との組成物等を好ましく用いることができ、中でも特
に前記芳香族ペルオキシエステル類を用いた場合組成物
が可視光領域で高感度に感光するので好ましく用いるこ
とができる。また前記チオキサントン類としては、例え
ばジエチルチオキサントン、クロルチオキサントン等
を、ケトクマリン類としては、例えばジメチルアミノク
マリン、ジメチルアミノケトクマリン等を、（チオ）ピ
リリウム塩類としては、４−フェニル−２，６−ビス
（４’−メトキシフェニル）ピリリウムテトラフルオロ
ボレート、４−フェニル−２，６−ビス（４’−メトキ
シフェニル）チオピリリウムテトラフルオロボレート等
を、α−ジケトン類としては、アニシル、ベンジル、カ
ンファーキノン、アセナフトキノン等を、３級アミンと
しては、ジメチルアミノ安息香酸エチル、ジメチルアミ
ノ安息香酸イソアミル、トリエチルアミン、ジメチルア
ミノエチルメタクリレート等を、芳香族ペルオキシエス
テル類としては、３，３’，４，４’−（ｔ−ブチルペ
ルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、ジ（ｔ−ブチル
ペルオキシ）フタレート等を好ましく挙げることができ
る。

【００２１】前記光重合開始剤の配合割合は、包埋用樹
脂組成物全体に対して、０．０１〜５重量％の範囲であ
る。前記配合割合が、０．０１重量％未満の場合には重
合が十分に進行せず、５重量％を超えると、重合による
発熱が大きく、生体組織が変性する。

【００２２】また本発明の包埋用樹脂組成物の重合後の
体積収縮率は、１０％未満であるのが好ましい。体積収
縮率が１０％以上の場合には、観察する生体組織の変形
及び変性を引き起こすので好ましくない。

【００２３】更に本発明の包埋用樹脂組成物を重合させ
た際における発熱は、６０℃未満であるのが好ましい。
該発熱が６０℃を超えると、生体組織が変性するので好
ましくない。

【００２４】また本発明の包埋用樹脂組成物において
は、前述の成分以外に顔料、フィラー色素、増感剤、可
塑剤、溶媒、バインダー、重合禁止剤等の添加剤を含有
させることもできる。

【００２５】本発明の包埋用樹脂組成物を用いて生体組
織を包埋固定し、観察するには、公知の方法で脱灰ある
いは脱水処理した生体組織に本発明の包埋用樹脂組成物
を浸透させた後、容器たとえば市販のアルミカップ等に
該組織及び本発明の包埋用樹脂を投入する。次いで十分
に浸透させた後、光照射を行ない、十分に硬化させた
後、公知の方法で標本を薄切、染色する等して観察を行
なうことができる。

【００２６】また前記光重合を行なう際の光照射装置と
しては、３００〜７００ｎｍの光を照射できるものであ
ればよく、具体的にはハロゲンランプ、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ、タングステンランプ、蛍光
燈、水銀等、閃光放電管、可視レーザー、太陽光線等を
好ましく用いることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の包埋用樹脂組成物は、重合によ
る体積収縮及び発熱が少ないため生体組織の変性が少な
く、また、薄切片の作製が容易で、染色性も良好であ
る。また可視光によって硬化させることができるため、
作業上安全性に優れ、短時間で重合硬化させることがで
きる。従って、顕微鏡下にて、生体組織の微細構造を観
察するための試料を作製するための包埋用樹脂組成物と
して有用である。

【００２８】

【実施例】以下本発明を実施例及び比較例に基づいて更
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。

【００２９】

【実施例１】ｔ−ブチルシクロヘキシルメタクリレート
７０重量部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート２０
重量部、ポリエチレングリコールジメタクリレート（重
合度、ｎ＝９）９重量部、ジメチルアミノ安息香酸エチ
ル０．５重量部及びカンファーキノン０．５重量部を撹
拌溶解し樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物を
直径３ｃｍ、深さ３ｃｍのアルミ製カップに投入し、次
いで人の抜去歯１本を投入した。次いで該アルミカップ
の上面から１０ｃｍの高さに、東芝製１０Ｗケミカルラ
ンプ１本を設置し、５時間光照射して、試料を作製し、
以下に示す各測定を行なった。結果を表２に示す。

【００３０】（重合時の体積収縮率）・・・光照射前後
の比重の比較により求めた。

【００３１】（重合時の発熱）・・・熱電対を樹脂組成
物に挿入し、最大発熱温度を測定した。

【００３２】（組織への浸透性）・・・目視により観察
して、樹脂が均一に浸透しているものを良とし、むらが
生じたものを不良とした。

【００３３】（薄切片化）・・・ミトクロームを用い
て、試料を２０μｍにした際に、目視で観察して、試料
が変形していないものを良とし、切片がかけ、且つ変形
が認められるものを不良とした。

【００３４】（染色性）・・・ヘマトキシリンを用いて
染色し、目視で観察して試料のみが鮮明に染色されたも
のを良とし、染色にむらの生じたものを不良とした。

【００３５】

【実施例２〜８】表１に示す化合物を用い、表１に示す
配合割合とした以外は実施例１と同様に観測試料を作製
し、各測定を行なった。結果を表２に示す。なお、可視
光による光硬化性を確認するために、実施例６と７とは
東芝ガラス株式会社製、商品名「色ガラスフィルターＬ
−４２」をアルミカップの上部に載置して光照射を行っ
た。

【００３６】

【比較例１〜６】表１に示す化合物を用い、表１に示す
配合割合とした以外は実施例１と同様に観測試料を作製
し、各測定を行なった。結果を表２に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】比較例１の結果より、置換基の炭素数が７
未満のメタクリレートを用いた場合には、重合時の体積
収縮率が大きく、包埋用樹脂には適していなかった。ま
た比較例２の結果より、親水性単量体を用いない場合に
は、生体組織への樹脂組成物の浸透性が悪く、更に比較
例３の結果より多官能性モノマーとして、本発明におい
て用いる多官能性単量体ではないトリエチレングリコー
ルジメタクリレートを用いた場合には、少量の添加でも
架橋密度が高くなり組織染色する際の染料の拡散、浸透
が困難となりいずれも包埋用樹脂には適していなかっ
た。また比較例４の結果より、重合開始剤の配合割合
が、５重量％を超えると重合が短時間に進行し、重合時
の発熱が７０℃を超え、生体組織が変性し、また比較例
６の結果より、多官能メタクリレートの配合割合が大き
くなると、重合時の体積収縮率が大きく、且つ樹脂が軟
らかくなり薄切片化が困難となり、包埋用樹脂に適して
いなかった。これに対して実施例１〜８の樹脂組成物
は、重合時の収縮、発熱が少なく生体組織の変性は認め
られず、薄切片の作製も容易であった。また、作製した
試料は染色性も良好で光学顕微鏡による観察に適してい
た。また、実施例１〜８の樹脂組成物では、電子顕微鏡
による観察を行なう際における、電子線の照射による包
埋樹脂の崩壊もほとんど見られなかった。

【００４０】また実施例６，７から明らかなように、可
視光によっても充分に硬化し良好な観察試料が得られ
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （Ａ）下記一般式化１（式中Ｒ₁は、水
   素原子またはメチル基を示し、Ｒ₂は、炭素数７〜１５
   の脂環式炭化水素基を示す。またｎは、０または１を示
   す）で表わされる（メタ）アクリレート単量体４５〜９
   ０重量％と、 【化１】 （Ｂ）前記（メタ）アクリレート単量体と相溶し、共重
   合可能な親水性単量体５〜５０重量％と （Ｃ）下記一般式化２（式中Ｒ₃及びＲ₄は、同一若しく
   は異なる基であって、水素原子またはメチル基を示す。
   またｍは、４〜２５の整数を示す）で表わされる多官能
   性単量体３〜２０重量％と 【化２】 （Ｄ）３００〜７００ｎｍの波長の光に感光する光重合
   開始剤０．０１〜５重量％とを含有する包埋用樹脂組成
   物。