JPH07118340A - エチレンアミン類で修飾した親水性ゲル粒子 - Google Patents

エチレンアミン類で修飾した親水性ゲル粒子

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JPH07118340A
JPH07118340A JP29134393A JP29134393A JPH07118340A JP H07118340 A JPH07118340 A JP H07118340A JP 29134393 A JP29134393 A JP 29134393A JP 29134393 A JP29134393 A JP 29134393A JP H07118340 A JPH07118340 A JP H07118340A
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gel particles
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Yuji Kumai
裕司 熊井
Hirono Funato
洋乃 船戸
Takaharu Abe
孝春 阿部
Atsushi Yasuda
斡司 安田
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Nippon Zeon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 免疫学的診断薬材料に適した親水性ゲル粒子
を提供する。 【構成】 粒子表面にカルボキシル基またはエポキシ基
を有している親水性ゲル粒子のカルボキシル基またはエ
ポキシ基をエチレンジアミン類により修飾する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、免疫学的診断薬材料に
適した親水性ゲル粒子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、診断の重要な手段の一つに担体粒
子を用いた免疫学的検査法がある。これは被検査物質
(抗原または抗体)と反応する物質(抗体または抗原)
を結合させた担体粒子を検体と混合させ、特異的凝集の
有無を判定する検査法である。
【0003】従来から、赤血球にツベルクリン多糖体や
蛋白質を固定する受身凝集反応による方法が開発された
(G.Middlebrook,R.J.Dubos、
J.ExP.Med.、88、521、(194
8))。赤血球は大粒径・高比重であるので凝集反応の
時間が短く感度も比較的高いという利点があるものの、
表面に種々の抗原が存在し、個体差が大きいという欠点
があった。このほか、担体粒子としてポリスチレン、ス
チレン−アクリル酸共重合体などのラテックス粒子など
を用いた免疫学的診断薬も開発されている。しかし、こ
れらの粒子は、疎水性の傾向が強い表面のため実際の使
用に際して良好な結果が得られないという問題があっ
た。
【0004】最近、開発された親水性で粒径分布が均一
な親水性ゲル粒子(特開平1−315408)はこれら
の欠点を克服した人工担体である。この粒子は、表面に
カルボキシル基やエポキシ基が出ている為、化学結合に
よって蛋白質を固定することが出きるが、化学結合によ
って製造された免疫学的診断薬の感度は、余り高いもの
ではなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、かかる
従来技術の欠点を克服すべく鋭意検討した結果、粒子表
面のカルボキシル基またはエポキシ基をエチレンアミン
類により修飾した親水性粒子を見いだし、本発明を完成
するに至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、粒子表面にカルボキシル基またはエポキシ基を有し
ている親水性ゲル粒子のカルボキシル基またはエポキシ
基をエチレンアミン類により修飾して成る修飾親水性ゲ
ル粒子が提供される。
【0007】本発明で使用される親水性ゲル粒子は、粒
子表面にカルボキシル基またはエポキシ基を有する親水
性のゲル粒子であれば、天然物であっても合成されたも
のであってもよく、天然物としては、ゼラチンなどが例
示され、合成粒子としては、カルボキシル基を有する単
量体化合物単独、またはカルボキシル基を有する重合可
能な単量体化合物やエポキシ基を有する単量体化合物と
親水性基を有する単量体化合物とを常法により重合させ
て得られるものが例示される。カルボキシル基を有する
単量体化合物の具体例としては、アクリル酸、メタクリ
ル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、フマル酸、
マレイン酸、ブテントリカルボン酸、3−ブテン酸、4
−ペンテン酸などが挙げられ、エポキシ基を有する単量
体化合物の具体例としては、グリシジルアクリレート、
グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。親水性基
を有する重合可能な単量体化合物は、単官能、多官能の
いずれでもよく、その具体例としては、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、ジアセトアクリルアミド、N−
ヒドロキシメチルアクリルアミドなどのアクルルアミド
類;メチレンビス(メタ)アクリルアミドなどのビス
(メタ)アクリルアミド類;エチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリエチレングリコールジメタクリ
レート、エチレンジメタクリレート、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート等の多官能性(メタ)アクリ
ル酸エステル等が例示され、これらを適当に組み合わせ
て製造することができるものである。とりわけ、特開平
1−315408公報に開示されているモノエチレン性
不飽和アミド単量体・架橋性エチレン性不飽和単量体・
エチレン性不飽和単量体・(メタ)アクリル酸エステル
単量体から成る親水性ゲル粒子が特に好ましい。ゲル粒
子の粒子径分布は、シャープであることが望ましく特に
望ましくは、水膨潤状態における粒子径が0.1〜10
μm、粒子径分散が1.2以下であるゲル粒子である。
なお、本発明においては、水膨潤状態とは、ゲル粒子を
水に浸漬して膨潤させて平衡に達した、すなわちゲル粒
子が膨潤することによる粒径の増加が止まった状態をい
い、また粒子径分散とは、重量平均粒子径と数平均粒子
径の比であり、前者を後者で割った値をいう。
【0008】本発明の修飾親水性ゲル粒子は、上記親水
性ゲル粒子の表面のカルボキシル基またはエポキシ基に
エチレンアミン類を結合させることにより製造される。
本発明で用いられるエチレンアミン類の具体例として
は、エチレンジアミン(NH2CH2CH2NH2)、ジエ
チレントリアミン(NH2CH2CH2NHCH2CH2
2)、トリエチレンテトラミン((CH2NHCH2
2NH22)、テトラエチレンヘキサミン(NH2(C
2CH2NH)3NHCH2CH2NH2)、ペンタエチレ
ンヘキサミン(NH2(CH2CH2NH)4NHCH2
2NH2)等を例示することができる。これらのエチレ
ンアミン類のなかでも、1分子中のアミノ基の数が少な
いと再現性が低くなるため、好ましくは4以上、更に好
ましくは5以上のアミノ基を有するエチレンアミン類を
用いるのがよい。
【0009】粒子表面にエチレンアミン類を結合させる
方法は特に限定されず、例えば、粒子表面がカルボキシ
ル基である場合、粒子懸濁液にカルボジイミドとエチレ
ンアミン類を加えて、縮合反応させる方法(Bioch
emistry、20、4836−4842(198
1))などが挙げられる。ここで使用されるカルボジイ
ミドとしては、1−エチル−3(3−ジメチルアミノプ
ロリル)カルボジイミドが例示される。
【0010】また、粒子表面がエポキシ基である場合
は、例えばカルボジイミドの存在下でエチレンアミン類
と反応後、二官能性アルデヒドで抗原または抗体を固定
させる方法(特開昭53−118517)や、カルボキ
シル基にエチレンアミンを結合させた後、ヘテロ二官能
性架橋剤で抗体を固定化する方法(特開昭62−132
172)などがある。
【0011】このようにして得られた修飾親水性ゲル粒
子は、免疫学的診断薬として利用することができる。本
発明の粒子を免疫学的診断薬、例えば受身凝集反応の担
体として使用する場合、抗原または抗体を担体に固定す
る必要がある。この抗原または抗体を感作する方法は動
物赤血球やラテックスの担体に感作させる常法に従えば
良い。具体例としてはカルボジイミドを使って縮合させ
る方法やグルタルアルデヒドを使って架橋する方法など
が例示できる。本発明の粒子はこの中でも特にカルボジ
イミドによる縮合反応によって抗原や抗体を固定させる
と凝集反応における感度が秀でて向上する。
【0012】また、本発明の粒子を免疫学的診断薬、例
えば受身凝集反応の担体として使用する場合、粒子を着
色するのが好ましい。これにより親水性ゲル粒子は通常
は白色であり、これを着色することで凝集像の判定を容
易にすることができる。着色処理の段階は、親水性粒子
をエチレンアミン類で修飾する前であっても修飾後であ
っても構わない(以下、前者を前修飾、後者を後修飾と
いう)。着色剤としては、例えば、リアクテブ・バイオ
レット、食用赤色3号、ローズベンガル、ニュートラル
レッドなどの赤色色素、あるいはクリスタルバイオレッ
ト、メチレンブルーなどの青色色素等を用いることが出
来る。
【0013】
【発明の効果】本発明の修飾親水性ゲル粒子は、抗原や
抗体を感作することで感度の高い診断用担体として有用
である。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。尚、実施例、参考例、試験例、および比較
試験例中の%は特に断りのないかぎり重量基準である。
【0015】(実施例1) (1)親水性ゲル粒子の製造 攪はん翼、冷却コンデンサー、窒素ガス導入管、温度計
を付した2lの反応器を予め窒素置換しておき、この反
応器中にエタノール750g、アクリルアミド67.1
g、グリシジルメタクリレート10g、メチレンビスア
クリルアミド16.2g、メタクリル酸10g、2,
2’−アゾビスイソブチロニトリル0.42 gを添加
して、均一になるまで攪はんした。その後、窒素バブリ
ング下に60℃に加温し、反応を開始させ、そのまま2
4時間保った後冷却した。得られたゲル微粒子懸濁液か
らエバポレーターにてエタノールを除去し、さらに真空
乾燥器にて12時間処理して完全にエタノールを除去し
て、ゲル微粒子粉末を得た。蒸留水にこのゲル微粒子粉
末を加え、その懸濁液を0.1N NaOHでpH9に
調製した。水膨潤状態のゲル微粒子の粒子径をコールタ
ーマルチサイザー(コールター社製)を用いて測定した
結果、重量平均粒子径2.05μm、数平均粒子径1.
82μmで粒子径分散1.13の単分散粒子径分布を有
していた。また得られたゲル微粒子の赤外吸収スペクト
ルからカルボキシル基、エポキシ基の存在が確認され
た。
【0016】(2)修飾親水性ゲル粒子の製造と修飾親
水性ゲル粒子懸濁液の調製 上記(1)で得られたゲル微粒子粉末を、粒子濃度が1
0%になるようにpH7.4の10mMリン酸塩緩衝液
(PBS)で膨潤させた。水膨潤状態のゲル粒子懸濁液
25gを遠心分離機(日立工機 05−PR22)を用
いて2,000G、4分の遠心で膨潤粒子を沈降させ、
上澄液を捨てた。2.5%チバクロンバイオレット(チ
バガイギー社製)12.5mlを加え、さらに0.07
Mペンタエチレンヘキサミン水溶液を4ml加えて45
℃で2時間振とうした。その後、遠心分離機で粒子を沈
降させ蒸留水4mlで洗浄した。この洗浄操作を3回繰
り返した後、酢酸バッファー(0.1M酢酸−酢酸ナト
リウム[pH4.0]、0.5M NaCl、0.5%
Tween80)40mlで2回、炭酸バッファー
(0.1M NaHCO3[pH8.0]、0.5M
NaCl、0.5%Tween−80)4mlで2回、
粒子を洗浄した。更に、蒸留水40mlで3回洗浄し、
粒子を蒸留水4mlに懸濁し、親水性ゲル粒子の表面の
エポキシ基をペンタエチレンヘキサミンで修飾した修飾
親水性着色ゲル粒子の懸濁液を得た。この懸濁液を25
00×Gで5分間遠心分離して、粒子の湿潤重量を求
め、湿潤粒子の5%懸濁液となるように調整した。
【0017】(参考例) (1)非A非B型肝炎ウイルスゲノムのcDNAをクロ
ーニングしたプラスミドpIK4CEの作製 B型肝炎陰性でGPT値100単位以上のヒト血清0.
5mlに5倍量のグアニジウムチオシアネート溶液(4
Mグアニジウムチオシアネート、50mM Tris−
HCl(pH7.6)、10mM EDTA、0.1M
2−メルカプトメタノール、2%ザルコシル)を加
え、フェノール/クロロホルム抽出し、グリコーゲンを
キャリアーとしてエタノール沈澱により血清中の全RN
Aを精製した。一方、岡本ら(Japan J.Ex
p.Med.,60、第3号、第167−177頁、1
990年)の結果を元に4つのプライマー(CATA
TGAGCACGAATCCTAA、CCCAACG
AGCAAGTCGACGT、TGATCATGCA
TACTCCCGGGT、GCTGCCGTTGGT
ATTCACAA)を作製した。の合成DNAをプラ
イマーとして前記RNAのcDNAを、cDNA合成シ
ステム(ベーリンガーマンハイム社製)を用いて作製し
た。合成したcDNAをテンプレートとして、合成した
cDNAをテンプレートとして前記〜のプライマー
を使ったPCRを行い、目的とするDNA断片を増幅し
た。増幅されたDNA断片の5’末端をT4ポリヌクレ
オチドキナーゼによりリン酸化した後、SmaIで消化
したpUC18と連結し、3.41kbpのプラスミド
pIKCと3.45KbpのプラスミドpIKEを得
た。pIKC中に挿入された非A非B型肝炎ウイルスの
cDNA断片の3’部分とpIKE中に挿入された非A
非B型肝炎ウイルスのcDNA断片の5’部分は一部重
複しているので、pIKCとpIKEを制限酵素Ava
Iで消化した後、連結し、得られた4.01kbpのプ
ラスミドをpIK4CEと命名した。
【0018】(2)非A非B型肝炎ウイルスのコア抗原
の調製 上記(1)で得たプラスミドpIK4CEを制限酵素N
deIとClaIで切断後、酵素クレノウフラグメント
で平滑末端にし、0.37kbpのDNA断片をアガロ
ースゲルから回収した。プラスミドpKK223−3
(ファルマシア社製)を制限酵素EcoRIで切断後、
酵素クレノウフラグメントで平滑末端にし、先に回収し
た0.37kbpのDNA断片をDNAライゲースを使
って挿入した。このDNAで大腸菌JM109を形質転
換し、出現したアンピシリン耐性の形質転換菌から挿入
DNAが正方向(挿入されたコアタンパク質が本来翻訳
されるべき方向とpKK223−3のtacプロモータ
ーの転写方向とが同一方向の場合を正方向とする)に挿
入されているプラスミドを持ったコロニーを選択した。
なお、正方向のプラスミド(これをpKKClaと命
名)の選択は制限酵素KpnIとHindIIIで切断
した時、約0.34kbp断片が出現する事で容易に選
択出来る。
【0019】50μg/mlのアンピシリンを添加した
LB培地(”MolecularCloning”68
頁、発行元名コールド・スプリング・ハーバー研究所、
1982年発行)8lに先に選択された形質転換JM1
09を660nmでの濁度が0.15になるように植菌
した。これを37℃で2時間振とう培養後、1mMIP
TGで誘導し、さらに37℃で4時間振とう培養した。
遠心分離によって20gの湿菌体を得た。これを60m
lのPBS(10mMリン酸カリウム緩衝液、0.85
%塩化ナトリウム)に懸濁後、フレンチプレス(大岳製
作所5615型、1500kgf/cm2)で破砕し、
15,000×gで20分の遠心分離で沈澱を集めた。
次に60mlの可溶化バッファー(7M尿素、20mM
ジチオスレイトール、1%トリトンX−100、50m
Mトリス塩酸(pH8.0))に懸濁し、超音波破砕機
(Branson,sonifierII)にて分散
後、室温で一晩振とうさせ、可溶画分として粗蛋白液を
得た。これをCM−トヨパール(東ソー社製)のカラム
(直径2cm×16cm)に吸着させ、6M尿素存在下
で0.2〜0.8M NaClの濃度勾配(400m
l)で溶出を行い、純度が99%以上の非A非B型肝炎
ウイルスのコア蛋白質を約10mg得た。これをPBS
で透析した後、コア蛋白の濃度をローリー法で測定した
ところ1.5mg/mlであった。この液を抗原原液と
した。
【0020】(試験例) 免疫学的診断 実施例1で得られた濃度5%の染色粒子懸濁液を0.2
5mlを試験管にとり、遠心分離機で粒子を沈降させ上
澄みを捨てた後、参考例に従って調製した抗原原液をP
BSで100μg/mlに希釈した液を1ml加えた。
更に1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロリル)
カルボジイミドをPBSで50mg/mlに溶かし、こ
の液を0.2ml添加した。37℃で90分間反応さ
せ、抗原を粒子に固定させた。この粒子を冷PBSで5
回洗浄し、凝集反応希釈液(10mM PBS(pH
6.0)、0.3%正常兎血清、0.02%NaN3
5mlに懸濁し、濃度1%の感作粒子液を得た。V底マ
イクロプレート(バイオテック社製;96V−R)の各
ウエルに非A非B型肝炎患者血清を凝集反応希釈液で2
倍ずつ段階希釈したものを25μl加え、濃度1%の感
作粒子液25μl加え、2時間室温に放置した。2時間
後各ウエルの凝集像の有無を観察した。
【0021】(比較試験例) (1)非修飾粒子を用いた診断 実施例1においてペンタエチレンヘキサミンの代わりに
等量の蒸留水で同様の処理をした後、実施例1と同様に
して調製した濃度1%の感作粒子液を用いて、上記試験
例と同様の評価を行った。
【0022】(2)エチレン基を有さないアミンで修飾
した粒子を用いた診断 実施例1においてペンタエチレンヘキサミンの代わりに
6Mヒドラジンを用いること以外は実施例1と同様にし
て調製した濃度1%の感作粒子液を用いて、上記試験例
と同様の評価を行った。
【0023】以上の試験例および比較試験例の結果を表
1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】表1の結果から、本発明のゲル粒子はペン
タエチレンヘキサミンで処理をしない粒子に比べ、診断
薬としての鋭敏性が優れていることが分かった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 斡司 神奈川県川崎市川崎区夜光1−2−1 日 本ゼオン株式会社研究開発センター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒子表面にカルボキシル基またはエポキ
    シ基を有している親水性ゲル粒子のカルボキシル基また
    はエポキシ基をエチレンアミン類により修飾して成る修
    飾親水性ゲル粒子。
  2. 【請求項2】 親水性ゲル粒子が、水膨潤状態における
    粒子径0.1〜10μm、粒子径分散が1.2以下の微
    粒子であるところの請求項1記載の修飾親水性ゲル粒
    子。
JP29134393A 1993-10-26 1993-10-26 エチレンアミン類で修飾した親水性ゲル粒子 Pending JPH07118340A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002090990A1 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Kyowa Medex Co., Ltd. Biopolymer-containing gel
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US7746207B2 (en) 2003-11-05 2010-06-29 Tdk Corporation Coil device
WO2011114993A1 (ja) * 2010-03-15 2011-09-22 日立化成工業株式会社 架橋ポリマー粒子及びその製造方法

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