JPS5850645B2 - ラテツクスの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、とくに免疫血清学的診断試薬に用いられて有
効なラテックスの製造方法に関するものである。

ポリスチレンラテックスに抗原又は抗体を感作させ、こ
れを用いて血清中の対応する抗体又は抗原を、ラテック
スの凝集反応として検出する免疫血清学的診断法は１９
５６年に血清中のリウマチ因子の検出に応用されて以来
、その簡便性と迅速性の故に、臨床検査の分野において
多くの種類の抗原又は抗体の検出に拡大適用され合印こ
至っている。

この目的に用いるポリスチレンラテックスは、一般に粒
径が０．０５ないし１ミクロンであり、粒径分布が狭く
粒径の揃ったものが望ましい。

このようなラテックスは通常公知の乳化重合の方法を用
いて製造できるとされている。

その方法とは、例えば水中にアニオン系、ノニオン系又
はカチオン系の乳化剤の何れか１種又は２種以上を混合
したもの、スチレンモノマー、水溶性ラジカル開始剤等
を共存させて、好ましくは酸素を除いた雰囲気で、適当
な温度に適当な時間保つことである。

このようにして得られるポリスチレンラテックスにおい
て、その安定性に寄与する乳化剤の存在形態は重要であ
る。

一般には、重合の際に用いた乳化剤の一部はポリスチレ
ンラテックス粒子の表面に吸着されるか化学的に結合さ
れており、他はラテックス中に遊離の状態で存在してお
り、これらの状態の間には乳化剤のポリスチレンラテッ
クス粒子表面に対する吸着脱着平衡が成立している。

このように通常の方法で製造されるポリスチレンラテッ
クスにあっては、乳化剤は安定なラテックスの形成には
不可欠である。

しかしながら、遊離の乳化剤は前述の抗原又は抗体によ
るラテックスの凝集反応に対しては不都合な影響を与え
るのである。

すなわち免疫血清学的診断試薬を製造するには、まず前
述の如くポリスチレンラテックスに抗原又は抗体を感作
させる訳であるが、遊離の乳化剤を含むラテックスを用
いるとこの段階ですでに凝集してしまうことがある。

次に、抗原又は抗体を感作させたラテックスを用いて、
この抗原又は抗体に対応する抗体又は抗原をラテックス
の凝集反応によって検出する際には、検出されるべき抗
体又は抗原を含む血清（陽性血清）と接触すれば感作ラ
テツクスは凝集し、かかる抗体又は抗原を含まない血清
（陰性血清）と接触しても感作ラテツクスは凝集しない
ことが必須要件とされるのであるが、遊離の乳化剤を含
む感作ラテツクスの場合には陰性血清と接触しても凝集
してしまい、いわゆる非特異的凝集反応となることがは
なはだ多いのである。

勿論、ラテックスに含まれる遊離の乳化剤は、例えばイ
オン交換法や透析法の技術を用いて除くことは可能であ
る。

しかし、遊離の乳化剤をラテツクスから除いてしまった
場合、前述の如く遊離の乳化剤とラテックス粒子表面に
吸着された乳化剤との間の吸着脱着平衡の成立によって
ラテックスが安定化されているために、ラテックスの安
定性は極端にわるくなり実際上は使用不可能となってし
まうのである。

叙上の如く、免疫血清学的診断試薬用ラテックスとして
は、通常の乳化重合法で製造したポリスチレンラテック
スは、遊離の乳化剤を含む点において実用上大きな難点
を有しているのである。

本発明は上記の如き欠点のない免疫血清学的診断試薬と
して用いられるラテックスを提供することを主たる目的
として鋭意研究せる結果なされたものであり、その要旨
はスチレンと該スチレンに対し１０重量φ以下のスチレ
ンスルホン酸塩とを乳化剤の不存在下で過硫酸塩を開始
剤として水中で共重合させ、次いでアルカリ性の条件下
で加熱することを特徴とするラテックスの製造方法に存
する。

本発明に用いられるスチレンスルホン酸塩としては、ス
チレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸カリ
ウム、スチレンスルホン酸リチウム、スチレンスルホン
酸アンモニウム等があげられる。

これらのスチレンスルホン酸塩のスチレンに対する使用
割合は１０重重量％下とされるが、好ましくは０．００
０１％から１０％、より好ましくはＱ、００１％から５
％の範囲である。

又、本発明に開始剤として用いられる過硫酸塩としては
、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸すｌ−
ＩＪウム等があげられる。

これらの過硫酸塩のモノマー全体に対する割合は０．０
１ないし１重量優の範囲が好ましい。

本発明方法によりラテックス製造のための共重合を行う
には水が仕込まれた反応器内にスチレン、スチレンスル
ホン酸塩及び開始剤を加えて攪拌しながら加熱すればよ
く、その際の重合反応温度は通常５０〜１００℃、好ま
しくは６０〜８５℃の範囲とするのがよい。

又、重合反応に要する時間はモノマー組成、モノマー濃
度、開始剤濃度等の条件により変わるが通常５〜５０時
間の範囲である。

次に本発明においては上記により得られたラテックスを
アルカリ性の条件下で加熱するのであるがこの際の加熱
温度は通常５０〜１００℃好ましくは６０〜８５℃とす
るのがよく、又加熱時間は１５〜１００時間とするのが
よい。

そして上記加熱は、反応系をアルカリ性にして行われる
のであるが、その際の反応系のｐＨが７．５〜１２．５
とくに８〜１１．５の範囲の保たれるのがよい。

又、上記の如く反応系をアルカリ性に保つには反応系を
酸素のない状態にすることによって行うことが出来、よ
り具体的には重合反応器の内部を不活性ガス、例えば窒
素又はヘリウム等で置換することによって実現出来る。

かくして本発明方法により平均粒径が０．０５ないし２
ミクロンで、粒径のばらつきが変動係数（粒径の標準偏
差／平均粒径）で表わして０．０５以下であるね径が非
常によく揃った単分散ラテックスを得ることが出来る。

本発明方法によって得られるラテックスは乳化剤を全く
含まないにも拘らず極めて安定であり、粒径は非常によ
く揃っており、免疫血清学的診断試薬用ラテックスとし
て前述の遊離の乳化剤を含むラテックスに見られた欠点
が全くなく、この目的に用いられるラテックスとして理
想的なものであるが、該ラテックスが、乳化剤を全く含
まないにも拘らず極めて安定な理由は次のように説明で
きる。

即ち開始剤として過硫酸塩を用いるからポリマー鎖の両
端に硫酸基（ＳＯ４−）が存在することになり、ポリマ
ー鎖同志の間にはこの硫酸基による電気的反発力が作用
してラテックスが安定化される。

しかし、ポリマー鎖末端の硫酸基による電気的反発力の
みではラテックスの安定化には不十分であり、これに加
えてスチレンスルホン酸塩を共重合させてポリマー鎖中
にスルホン基を導入することにより、それによる電気的
反発力をも加えて始めて十分に安定なラテックスが得ら
れるのである。

ここにおいて言及すべきことは、前述のポリマー鎖末端
の硫酸基は比較的不安定であり、加水分解を受は易く水
酸基を経てカルボン酸になる傾向があることである。

この場合、加水分解が不完全で水酸基の段階で留ってい
れば、水酸基はイオン化しにくいためラテックスの安定
化に寄与しない。

従って加水分解を進めて大部分がカルボキシル基である
状態にしておくことが、ラテックスの安定化にとって重
要であり、そしてカルボキシル基の解離を促進するため
には加水分解をアルカリ性で行うことが必要である。

本発明において、重合反応の後でアルカリ性の条件下で
ラテックスの加熱を行うのは、ここに述べた加水分解を
十分に進行させるためであり、この様な操作によって安
定性にすぐれたラテックスを得ることが出来る。

本発明のラテックスの製造方法は上述の通りの構成であ
るので、乳化剤を全く含まないにもか＼わらず極めて安
定にしてしかも粒径がよく揃ったラテックスを製造する
ことが出来るのであり、そして該ラテックスは乳化剤を
全く含まないために免疫血清学的診断試薬として用いら
れた場合にいわゆる非特異的凝集反応を起すことがなく
、該診断試薬としてすぐれた性能を有するものである。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 スチレンモノマー９１ｇ、スチレンスルホン酸ナトリウ
ム０．６６ｇ、硫酸マグネシウム７水塩０．４ｇ、過硫
酸カリウムｏ、 ３ｇ、イオン交換水 ☆４４０ｇを反
応容器に仕込み、容器を窒素ガスで置換し反応温度７０
℃で２４時間共重合した。

共重合終了後、反応容器の内部を空気で置換し、ラテッ
クスのｐＨを８．５に調節し７００Ｃで２４時間加熱を
続けた。

このようにして得られたラテックスの平均粒径は０．５
１ミクロン、粒径のばら付きは変動係数で表わして０．
０４であった。

ｐＨ８，５のグリシン緩衝液に分散したラテックス分散
液１容に対し、グリシン緩衝液で０．１％に希釈したヒ
トガンマグロブリン溶液１容を混合し、３０℃に１５分
保った後、２６，０ＯＯＸＧで遠心分離して未吸着のヒ
トガンマグロブリンを除き、沈降したラテックス粒子を
グリシン緩衝液に再分散して均一な感作ラテツクス分散
液とした。

この１滴とグリシン緩衝液で種々の倍率に希釈したリウ
マチ因子を含む血清１滴とをガラス板上で混合し、３分
間ガラス板をゆるやかに前後左右に傾けて凝集反応の強
さを観察し次表の結果を得た。

また、リウマチ因子を含む血清のかわりにグリシン緩衝
液で２０倍に希釈したリウマチ因子を含まない血清を用
いて同じ試験をした場合、凝集は全く観察されなかった
。

これらの結果から明らかなように、本発明の方法によっ
て得られたラテックスを用いて調製した免疫血清学的診
断試薬は感度が高く、かつ非特異的な凝集反応を起こさ
ないものである。

比較例 スチレンモノマー９１ｇ、ノニオン乳化剤（第一工業製
薬社製、商品名エマルジット４９）２ｇ、過硫酸カリウ
ム０．３ ｇ、イオン交換水４４０ｇを反応容器に仕込
み、容器を窒素ガスで置換し反応温度７０℃で２４時間
重合した。

得られたラテックスの平均粒径は０．４８ミクロン、粒
径のばらつきは変動係数で表わして０６１５であった。

このラテックスを用い実施例と全く同じ方法で免疫血清
学的診断試薬を調製し、リウマチ因子を含む血清による
凝集反応の強さを観察し、次表の結果を得た。

また、リウマチ因子を含まない血清をグリシン緩衝液で
２０倍に希釈したものを用いて同じ試験をした場合、明
らかな凝集がみとめられた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチレンと該スチレンに対し１０重重量％下のスチ
   レンスルホン酸塩とを乳化剤の不存在下で過硫酸塩を開
   始剤として水中で共重合させ、次いでアルカリ性の条件
   下で加熱することを特徴とするラテックスの製造方法。 ２ アルカリ性の条件下での加熱温度が５０〜１００℃
   であり、加熱時間が１５〜１００時間である第１項記載
   の製造方法。