JPS63278913A

JPS63278913A - 含フッ素ポリマ−ラテックス及びその用途

Info

Publication number: JPS63278913A
Application number: JP11326987A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Shimizu; 哲男清水; Seitaro Yamaguchi; 誠太郎山口
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1987-05-09
Filing date: 1987-05-09
Publication date: 1988-11-16

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、含フッ素ポリマーラテックス及びその用途、
詳しくは免疫学的診断試薬に関するものである。

〔従来の技術〕

ラテックスに抗原又は抗体を吸着させ、これを用いて血
清中の対応する抗原又は抗体を抗原−抗体反応に基づく
ラテックスの凝集反応として検出する免疫直情学的診断
法は、その簡便性と迅速性の故に臨床検査の分野におい
て広く行われている。

この目的に使用されるラテックスとしては、（１）ポリ
スチレン又はスチレンとスチレンスルホン酸、アクリル
酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸
エステル、アセトニトリル等の共重合体等からなるラテ
ックス（特開昭５４−８９０１９号公報参照）　、（２
）テトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロペン及
び／又はパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重
合体等からなるラテックス（特開昭６１−２４７９６６
号公報参照）　、（３）アクリル酸フルオロアルキルエ
ステル及びアクリル酸誘導体等からなるラテックス（特
開昭６１−１５５９５９号、特開昭６１−１５５９６０
号、特開昭６１−２１８９４６号公報参照）が知られて
いる。又、これらのラテックスを用いた場合の測定方法
としては凝集反応を黒い板状で行い目視観察によるか、
又は分光光度計を用いた分光学的方法による定量的方法
が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のラテックスを免疫学的診断試薬に使用す
る場合、次のような問題点がある。

（１）ポリスチレン等の炭化水素からなる高分子は屈折
率が高く、水との屈折率の差が大きいため、ラテックス
の濁度が高く、凝集反応の定量が困難である。

（２）特開昭６１−２４７９６６号公報におけるような
テトラフルオロエチレンとへキサフルオルプロペン及び
／又はパーフルオルアルキルビニルエーテルとの共重合
体（以下、ＥＰＥ）等の含フッ素ポリマーラテックスは
透明性に優れているが、比重が大きく、又、表面電荷密
度を高め難いためにポリマーの分散安定性が劣る。又、
重合の際、耐圧容器が必要であったり、さらに、高価な
乳化剤を添加するため、装置的経済的に不　利である。

（３）特開昭６１−１５５９５９号公報等に記載された
ラテックスは含フッ素ポリマーラテックスではあるが、
そこで使用されている含フッ素単量体を重合して得られ
るポリマーのガラス転移温度は低く　（常温で造膜しや
すい）、そのためラテックスを精製する際にポリマー粒
子同士が融着や凝集してしまう恐れがある。従って該発
明ではポリマーのガラス転位温度を高めるために多官能
性内部架橋用単量体を共重合する必要性を記載している
。

〔問題点を解決するための手段〕本発明は、上記問題点を解決する含フッ素ポリマーラテ
ックス及び免疫学的診断試薬を提供するものである。

本発明の要旨は、（ａ）一般式％式％（１）〔式中、Ｘはフッ素原子又はトリフルオロメチル基、Ｒ
ｆはフルオロアルキル基又はフルオロ（アルコキシアル
キル）基を表す〕で示される少なくとも一種のα−置換アクリル酸エステル
６０〜１００モル％及び（ｂ）前記（ａ）のα−置換アクリル酸エステルと共重合
しうる単量体０〜４０モル％からなる単独重合体又は共
重合体を主成分とする含フッ素ポリマーラテックス及び
前記ラテックスに免疫活性物質を吸着させてなる免疫学
的診断試薬に存する。

上記一般式（１）で示されるα−置換アクリル酸エステ
ルに含まれるＲｒ基としては、例えば（ＣＨｚ）−Ｃ−
Ｆｚ−Ｚ　（ｎは１〜２の整数、閘は１−１２の整数、
Ｚは水素原子又はフン素原子を表す）、−ＣＨｇＣＦｚ
ＣＦＨＣＦ＊、　ＣＨｚＣＨ（ＣＦｚ）□、ＣＨｚＣＦ
（ＣＦｓ）い−Ｃ（ＣＨ３）ＩＣＦｚｃＦｘＨ１Ｆ　ｓＧＨｚ（ＣＦＣＦｚＯ）ｔｃｈＦｚｋ、＋（１は１〜４
の整数、ｋは１〜５の整数を表す）、等を挙げることが
できる。前記のＲ，基は炭素原子数が５以上でかつフッ
素原子数が８以上のものが特に好ましい。

本発明の含フッ素ポリマーラテックスは前記のα−置換
アクリル酸エステルを少なくとも一種単独又は共重合し
たものであってよく、またα−置換アクリル酸エステル
と共重合しうる（＋）以外の単量体を４０モル％以下の
割合で共重合したものであってもよい。共重合しうる単
量体は特に限定されるものではないが、水酸基やアミノ
基、カルボキシル基のような親水性基を含む単量体が好
ましく、特にＣＨ！＝ＣＹＣＯＯＺ　　　　　（ＩＩ）０式中、Ｙは
水素原子又はフッ素原子、Ｚは水素原子、アルカリ金属
原子又はアンモニウム基を表している。〕で示されるオレフィン化金物が好ましい。

本発明の含フッ素ポリマーラテックスは、前記の各単量
体を水性媒体中にて、水溶性のラジカル重合開始剤を使
用して、通常の方法により乳化重合することによって得
られる。重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸
ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩や、これ
ら過硫酸塩とチオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、
チオ硫酸水素ナトリウム等のようなチオ硫酸塩、又は亜
硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム等のような亜硫酸塩とのレドンクス系重合開始剤が好
ましく用いられる。重合温度は通常０〜１００℃の範囲
で上記重合開始剤の分解温度との関係で決められるが、
多くの場合１０〜８０℃の範囲が好ましく採用される。

重合に際しては、乳化剤を使用してもしなくてもよいが
、前記した一般式（ＩＩ）で示されるようなオレフィン
化合物を共重合する場合は、使用する必要性は少なくな
る。乳化剤としては、慣用の炭化水素非イオン性又はイ
オン性界面活性剤が使用可能であるが、水溶性フッ素系
界面活性剤も使用可能である。たとえば一般式％式％〔式中、Ｘは水素原子、塩素原子又はフン素原子、ｎは
６〜１２の整数〕、一般式、Ｆ（ＣＦｚ）＊Ｏ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦＩＯ）　、ＩＣＦ（
Ｘ）ＣＯＯＨ〔式中、Ｘはフッ素原子又は低級パーフル
オロアルキル基、鴎は１〜５の整数、ｎは０〜ｌＯの整
数〕等で表される化合物及びそれらの塩類が挙げられる
。

上記重合反応によって得ることができる含フッ素ポリマ
ーの屈折率は１．２１〜１．４４、ガラス転移温度は４
０〜１４０℃であり、ポリマーによっては明瞭なガラス
転移温度を示さないものもあるが、少なくとも本発明の
ポリマーは常温で造膜しない性質を有する。また、乳化
重合において得られる本発明の含フッ素ポリマーラテッ
クスの濃度は、通常０．１〜５０重量％の範囲である。

次に、本発明の免疫学的診断試薬について説明する。本
発明の免疫学的診断試薬は前記した含フッ素ポリマーラ
テックスに免疫活性物質を吸着させることによって得る
ことができるものである。

まず、ラテックスに免疫活性物質すなわち抗原（又は抗
体）となるタンパク質の水溶液を混合することによって
達せられ特に限定されるものではないが、好適な吸着方
法としては次の方法を用いることが推奨される。すなわ
ち、抗原（又は抗体）となるタンパク質をＰＨ８，２の
トリスヒドロキシメチルアミノメタン緩衝溶液（以下、
トリス緩衝溶液）に溶解してタンパク質濃度を０．１〜
ｌＯμｇ／ｍｌとする。これをラテックスと混合後、２
〜５℃で２４時間放置することにより、タンパク質をラ
テックス粒子に吸着させる。

又、上記の物理吸着以外に化学的に共有結合固定化させ
ることもできる。すなわち、ラテックス粒子に直接ある
いはスペーサー基を介して免疫活性物質を固定化させる
ことができる。カルボン酸基や水酸基、アミノ基を導入
した共重合体についてはそれらの基が結合するための官
能基として機能する。上記スペーサー基として用い得る
化合物は少なくとも二官能性の有機化合物であり、多官
能性の重合体を排除するものではないが、特に炭素数１
〜１２の炭素数を有する二官能性の有機化合物が好まし
い９例えば、ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレン
ジアミン、キシリレンジアミン等のジアミン類、グリシ
ン、β−アミノプロピオン酸、Ｔ−アミノ酸類、グリシ
ン、ｔ−アミノカプロン酸、ε−アミノカプリル酸等の
アミノアルキルカルボン酸、リジン、グルタミン酸、β
−アラニン、アルギニン、グリシルグリシルグリシン等
のアミノＦＩＩＩ！Ｗ等が好ましく用いられるが、これ
らに限定されるものではない、このスペーサー基は予め
重合体粒子に結合させ、この後にこのスペーサー基と免
疫活性物質を結合させても良く、あるいはスペーサー基
を予め免疫活性物質に結合させ、これを重合体粒子に結
合させてもよい、さらに、必要に応じて重合体粒子及び
及び免疫活性物質の両方に予めスペーサー基を結合させ
、これらを相互に結合させることもできる。前記した官
能基を有するラテックス粒子に直接に免疫活性物質を固
定化し、又は重合体粒子にスペーサー基を結合し、また
このスペーサー基に免疫活性物質を共有結合にて固定化
するための方法は特に制限されず、従来より知られてい
る任意の方法によることができる０例えば、ラテックス
にスペーサー基と共に、ラテックスの単位容量当りに０
．Ｏ１〜１０ｅｇ／ｍｌ　となるように水溶性カルボジ
イミドを添加し、ＰＲを４〜１０に保持して、５〜６０
℃程度の温度で数分〜数十時間、通常、１〜５時間程度
反応させ、次いで、このスペーサー基を結合させたラテ
ックスに同様にして免疫活性物質を固定化すればよい。

以上の操作によってラテックスに抗原（又は抗体）が吸
着し、抗原−抗体反応測定用免疫学的診断試薬ができる
。

ラテックスに吸着させる免疫活性物質としてはヒト及び
動物免疫グロブリン、変性免疫グロブリン、α−フェト
プロティン、Ｃ反応性タンパク　（ＣＲＰ）や肝炎ウィ
ルス関連抗原、風疹ＨＡ抗原等の各種ウィルス抗原、ト
キソプラズマ、梅毒トレポネーマ等の種々のａｒｍ、真
菌、毒素等の微生物抗原、アルブミン、補体成分等の各
種血しようタンパク成分、エストロゲン、ヒト絨毛性ゴ
ナドトロピン等の各種ホルモン、抗圧応性タンパク抗体
、抗フィブリノーゲン抗体、抗Ｔ−グロブリン抗体等が
挙げられる。

なお、非特異的凝集を抑制するため、グアニジン、グア
ニジン塩酸塩、グアニジニウムチオシアン酸塩、尿素を
代表例とするケイオトロピック剤、伯ケイオトロビンク
剤として塩化リチウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム
、臭化カリウム、ヨウ化リチウム、塩化カルシウム、臭
化カルシウム等、或いは、２−ピロリドン、Ｎ−アルキ
ル−２−ピロリドン、Ｎ−アルキル−２−ピペリドン、
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン等水溶性環状アミド化合物
、Ｃ−カプロラクタム、Ｎ−メチル−８−カプロラクタ
ム等の１−カプロラクタム誘導体を添加してもよい、ま
た、防腐効果を与えるためにアジ化ナトリウム等の防腐
剤を添加してもよい。

次に、本発明の試薬を用い、抗原−抗体反応を測定する
には前記操作により抗原（又は抗体）を吸着させた本発
明の試薬と被検液を混合し、その結果起こる凝集反応を
検知すればよい、すなわち、被検液中に対応する抗体（
又は抗原）が含まれている場合、抗原−抗体反応により
凝集反応が起こる。この凝集反応は試薬と被検液の混合
物における濁度の変化としてとらえることができるから
、分光光度計にてこの濁度の増加により被検液中の抗体
（又は抗原）を定量することが可能である。

この定量は実際には例えば次のようにして行うことがで
きる。

まず、抗体（又は抗原）を一定量含有する標準試料を用
いてこれを種々の倍率で希釈した希釈標準試料を用意し
て対応する抗原（又は抗体）を吸着させた本発明の試薬
と混合し、反応させる。その反応混合物を光路長１０Ｉ
ＩＩ１１のセルに入れ、分光光度計（日立製作所製、Ｕ
−３２００型）を用いて一定波長の光を照射し、その吸
光度を測定する。この結果をもとに、抗体（又は抗原）
の量（濃度）と吸光度の関係について検量線を作成する
０次に被検液と抗原（又は抗体）を吸着させた本発明の
試薬を混合し、前述と同様にして吸光度を測定する。

この吸光度と前記検量線とから被検液中の抗体（又は抗
原）の量を定量することができる。

本発明の含フッ素ポリマーラテックスは、上記免疫学的
診断試薬の他に、固定化酵素用担体、各種検査用の標準
試料、インキ、化粧品、プラスチック、塗料用添加剤、
静電現像用トナー、マイクロカプセル保護、液晶セル用
スペーサー材料、セラミックス成形用バインダー、イオ
ンクロマトグラフィー用カラム充填剤等としても利用す
ることができる。

以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説
明する。

実施例１攪拌機及び還流器付きで容１１Ａ’のガラス製画つロフ
ラスコにイオン交換水３７０ｇ、乳化剤としてＣｓＦフ
Ｏ（ＣＦ　　（ＣＦｄＣＦｉＯ）　　ＣＦ（ＣＦｓ）Ｃ
ＯＯＮ　Ｈａ（Ａ　ＨＴ）　２．００ｇを仕込み、窒素
雰囲気下で６２℃に調温する。６００ｒｐｍで攪拌しつ
つ、ＣＨｇ＝ＣＦＣＯＯＣＨｔＣＦ（ＣＦｓ）ＯＣａＦ
ｔ（ＩＩＦ　Ｆ　Ａ）　３０ｇを加えた後、過硫酸アン
モニウム０．０８ｇを含む水溶液を１５ｍ１を添加して
反応を開始する。約７時間後にほぼ還流が止まり、生成
したラテックスを取り出した。ラテックスの濃度は６．
２０重量％、ポリマー粒子の数平均粒子径０．１５μｍ
であった。得られたポリマーをフィルム状に成形し、ア
ツベ型屈折率測定器（温度２０℃、Ｄランプ使用）で測
定した結果、ポリマーの屈折率は１．３４であった。ポ
リマーのガラス転移温度は示差走査熱量針（Ｄｕ　Ｐｏ
ｎｔ社製１０９０型）で昇温速度２０℃／ｍｉｎ、にて
測定した結果７２〜８５℃、ポリマー密度は１．８１で
あった。

実施例２実施例１において乳化剤を添加しないことと、昇温後、
ＣＨｇ＝ＣＦＣＯＯＫ　（ＦＡＫ）１．０ｇを含む水溶
液を１５閑１添加すること以外は実施例１と同様に重合
を行った。ラテックスの濃度は４．３ｆｆｉ量％、ポリ
マー粒子の数平均粒子径０．３２μｍであった。ポリマ
ーのガラス転移温度は６３〜８２℃、屈折率は１．３５
、ポリマー密度は１．８１であった０表面電荷密度１６
μＣ／ｃｍ”であった。

実施例３実施例１で製造したＩＩＦＦＡポリマー３．９４重量％
を含むラテックス５０ｇとイオン交換水３２０ｇを仕込
み、窒素雰囲気下で６２℃に調節する。　６００ｒｐｐ
ｍで攪拌しつつ、ｌｌＦＦＡｌ５ｇ及びＦ　Ａ　Ｘ　１
．０ｇを含む水溶液１５ｍ１を添加した後、過硫酸アン
モニウム０．０３ｇを含む水溶液を１５＋ｗｌを添加し
、反応させた。

ラテックスの濃度は４．０重量％、ポリマー粒子の数平
均粒子径０．２７５μｍであった。ポリマーのガラス転
移温度は７７〜８３℃、屈折率は１．３５、ポリマー密
度は１．８１であった０表面電荷密度１６μＣ／ｃｓ＋
”であった。

このラテックスを透析により精製した後、このラテック
ス（４，０６６６６体積　０．７３８ｍ１　とヒトガン
マグロブリン２鴎ｇ／ｍｌ　０．０７５ｍ１をトリス緩
衝溶液１４．１９＋ｗｌに混合させ、ヒトガンマグロブ
リン濃度を１０ｍｇ／ｍｌとし、５℃で２４時間放置し
た。ヒトガンマグロブリフ　（ＳＩＧＭＡ　ＣｆｆＥＭ
ＩＣＡＬ社製）をｖｉｅさせた上述の試薬１．５ｍｌ　
と種々の濃度に調製した抗ヒトガンマグロブリン（■医
学生物学研究断裂）１．５１を混合させポリマー濃度を
０．１０体積％とし分光光度計（日立製作所製、Ｕ−３
２００型）にて波長６００ｎ＊における吸光度をそれぞ
れ測定した。吸光度を縦軸とし、抗ヒトガンマグロブリ
ン濃度ヲ横軸としてグラフを書くと第１図のＬｌの関係
が得られた。また、ヒトガンマグロブリン濃度を０．２
３ｍｇ／ｍｌ　として同様に測定を行い、第１図のＬ２
の関係が得られた。抗ヒトガンマグロブリン濃度約１０
ｍｇ／ｍｌ及び約７０＋ｗｇ／ｍｌから顕著な濁度変化
が認められる。

比較例１ポリスチレンラテックス（日本合成ゴム社製、Ｇ２１０
１）粒子径０．１９７μｍ、表面電荷密度１３＃Ｃ／ｃ
＋＊”を限外ろ適法により精製し、実施例３と同様な操
作を行い、吸光度と抗ヒトガンマグロブリン濃度の関係
を第１図のＬ３に示した。なお、ヒトガンマグロブリン
濃度は０．２３ｓ＋ｇ／ｍｌ　、ポリマー濃度は０．０
０２２６体積％とした。実施例３のラテックスに比べる
とポリマー濃度が０．００２２６体積％という低濃度に
もかかわらず、凝集反応が認められない抗ヒトガンマグ
ロブリンの低濃度領域でも高い濁度を示し、又認めうる
凝集による濁度変化は極めて小さい、他方、ポリマー濃
度０．１体積％、ヒトガンマグロブリン惑作量１０１１
ｇ／Ｉｌｌでも測定を試みたが吸光度が大き過ぎて定量
は困難であった。

比較例２実施例１において、乳化剤を２．３０ｇを仕込むことと
、昇温後、ＩＩＦＦＡの代わりにＣ００ＣＨ＊ＣＦ（ＣＦｓ）ＯＣｓＦｔ（ＩＩＦＭＡ）
を３０ｇ添加すること以外は実施例１と同様に重合を行
った。ラテックスの濃度は７．０重量％、ポリマー粒子
の数平均粒子径０．１３μｍであった。ポリマーのガラ
ス転移温度は２５〜３８℃、屈折率は１．３６、ポリマ
ー密度は１．７２であった。実施例１のポリマーに比べ
るとポリマーのガラス転移温度は４７℃低かった。

（発明の効果〕本発明の含フッ素ポリマーラテックスは、屈折率の低い
α−置換アクリル酸リスチル誘導体を主体とする重合体
から成るものなので、ＥＰＥ等の従来の含フッ素ポリマ
ーラテックスと同様に透明性に優れているため、分光学
的な抗原−抗体反応の定量的測定が可能で感度も容易に
上げることができる。

また、α−置換アクリル酸エステル誘導体を主体とする
重合体から成るラテックスはＥＰＥ等の従来の釡フッ素
ポリマーラテックスに比べて比重が小さく、親水基を有
するオレフィンとの共重合によって容易に表面電荷密度
を高くできるため分散安定性に優れている。また、粒子
表面に官能基を導入し、免疫活性物質を共有結合により
固定化することができる。さらに、製造が容易でソープ
フリーの重合も可能であるため経済的装置的に有利であ
る。

さらに、α−置換アクリル酸エステル誘導体を主体とす
る重合体はガラス転移温度が高いために常温で造膜しな
い、従って、ガラス転移温度を高めるための特別な単量
体を共重合させなくても、ラテックスポリマー粒子の凝
集や融着が生じに（く、分散安定性に優れる。このこと
はラテックスへの感作や試薬の保存、免疫反応の再現性
に対して極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例３及び比較例の結果、すなわち吸光度と
抗ヒトガンマグロブリン濃度の関係をグラフに表したも
のである。グラフ中Ｌ−１及びＬ−２は本発明の含フッ
素ポリマーラテックスを用いた試薬、Ｌ−３は比較例１
のポリスチレンを用いた試薬の結果をそれぞれ表してい
る。以上特許出願人　　ダイキン工業株式会社手続補正書

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）一般式ＣＨ＿２＝ＣＸＣＯＯＲ＿ｆ〔式中、Ｘはフッ素原子又はトリフルオロメチル基、Ｒ
＿ｆはフルオロアルキル基又はフルオロ（アルコキシア
ルキル）基を表す。〕で示される少なくとも一種のα−置換アクリル酸エステ
ル６０〜１００モル％及び（ｂ）前記（ａ）のα−置換アクリル酸エステルと共重
合しうる単量体０〜４０モル％からなる単独重合体又は
共重合体を主成分とする含フッ素ポリマーラテックス。２、含フッ素ポリマーが常温で造膜せず、かつ屈折率が
１．４０以下である特許請求の範囲第１項記載の含フッ
素ポリマーラテックス。３、（ａ）のＲ＿ｆ基が炭素原子数が５以上でかつフッ
素原子数が８以上である特許請求の範囲第１項記載の含
フッ素ポリマーラテックス。４、（ｂ）の単量体が一般式ＣＨ＿２＝ＣＹＣＯＯＺ〔式中、Ｙは水素原子、フッ素原子又はメチル基、Ｚは
水素原子、アルカリ金属原子又はアンモニウム基を表し
ている。〕で示されるオレフィン化合物である特許請求の範囲第１
項、第２項又は第３項記載の含フッ素ポリマーラテック
ス。５、（ａ）一般式ＣＨ＿２＝ＣＸＣＯＯＲ＿ｆ〔式中、Ｘはフッ素原子又はトリフルオメチル基、Ｒ＿
ｆはフルオロアルキル基又はフルオロ（アルコキシアル
キル）基を表す。〕で示される少なくとも一種のα−置換アクリル酸エステ
ル６０〜１００モル％及び（ｂ）前記（ａ）のα−置換アクリル酸エステルと共重
合しうる単量体０〜４０モル％からなる単独重合体又は
共重合体を主成分とする含フッ素ポリマーラテックスに
免疫活性物質を物理吸着又は化学吸着させてなる免疫学
的診断試薬。６、含フッ素ポリマーが常温で造膜せず、かつ屈折率が
１．４０以下である特許請求の範囲第５項記載の免疫学
的診断試薬。７、（ａ）のＲ＿ｆ基が炭素原子数が５以上でかつフッ
素原子数が８以上である特許請求の範囲第５項記載の免
疫学的診断試薬。８、（ｂ）の単量体が一般式ＣＨ＿２＝ＣＹＣＯＯＺ〔式中、Ｙは水素原子、フッ素原子又はメチル基、Ｚは
水素原子、アルカリ金属原子又はアンモニウム基を表し
ている。〕で示されるオレフィン化合物である特許請求の範囲第５
項、第６項又は第７項記載の免疫学的診断試薬。