JPWO2018062557A1 - 測定試薬用ラテックス粒子、感作ラテックス粒子及び免疫比濁法用測定試薬 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、ラテックス粒子の粒子径を大きくしすぎると、使用する光学測定機器における測定可能な吸光度上限との関係から、反応液中における感作ラテックス粒子の濃度を使用する光学的測定機器に適合するように低く調整する必要が生じる。反応液中の感作ラテックス粒子の濃度を低くすると、一定時間内に感作ラテックス粒子と被検物質とが出会う確率が低下してしまい、期待した測定感度の向上が得られないことがしばしば発生した。また、担体となるラテックス粒子の粒子径を大きくするとラテックス粒子が沈降しやすくなり、感作ラテックス粒子を含む測定試薬を溶液状態で保存する場合に保存安定性が低下してしまうことがあった。
このようにポリスチレン系ラテックス粒子の粒子径を大きくする方法では、一定の大きさまでは測定感度の向上が見込めるものの、当該一定の大きさを超えて粒子径を大きくすると、かえって測定感度の低下を招いたり、測定試薬の保存安定性に問題が生じたりするという問題があった。
本発明は、被検物質の濃度が希薄な測定試料を測定する場合であっても高感度な測定を可能にする測定試薬用ラテックス粒子を提供することを目的とする。
(1)ジナフトチオフェン及びその誘導体の少なくともいずれか一方からなる成分(A)と、成分(A)を内包する基材成分(B)と、を備える測定試薬用ラテックス粒子。
(2)成分(B)として、スチレン及びビニルナフタレンの少なくともいずれか一方を含む(1)に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
(3)成分(A)に対する成分(B)の質量比[(B)/(A)]が、1.0〜9.0である(1)又は(2)に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
(4)ジナフトチオフェン誘導体が、次式で示される(1)から(3)のいずれか1つに記載の測定試薬用ラテックス粒子。
R3、R4は水素原子を表すか、又は、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、末端に水酸基、ビニル基、エポキシ基、又は(メタ)アクリロイルオキシ基、のいずれかを有する炭素数1〜3のアルコキシ基を表す。
R1、R2、R3、R4は互いに独立して水酸原子または上記置換基を表す。)
(5)R1、R2が共に水素原子を表す場合、R3、R4が共に、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、末端に水酸基、ビニル基、エポキシ基、又は(メタ)アクリロイルオキシ基、のいずれかを有する炭素数1〜3のアルコキシ基を表し;R3、R4が共に水素原子を表す場合、R1、R2の一方が水素原子を表し、他方がハロゲン原子、ホルミル基、炭素原子数1〜3のアルキル基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシアルキレン基;当該アルキレン部分は直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜3のアルキレン鎖で構成される、を表す、(4)に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
(6)(メタ)アクリロイルオキシアルキレン基;当該アルキレン部分は直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜3のアルキレン鎖で構成される、が、次式で表される基である(5)に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
(7)R1、R2は、一方が水素原子を表し、他方が炭素原子数1〜3のアルキル基、ビニル基、アリル基、次式(b1−1)、(b1−2)、(b2−1)又は(b2−2)で表される基である(5)に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
(10)(9)に記載の感作ラテックス粒子が緩衝液中に分散している免疫比濁法用測定試薬。
[測定試薬用ラテックス粒子]
ジナフトチオフェンは屈折率(n633)が1.8程度と非常に高いことから、基材成分(B)中に包含させることにより、高い吸光度のラテックス粒子が得られるため、当該ラテックス粒子を測定試薬用ラテックス粒子として使用すれば、被検物質の濃度が希薄な測定試料を測定する場合であっても高感度な測定が可能になる。
ジナフトチオフェン誘導体としては、例えば、次式で示されるものを用いることができる。
R3、R4は水素原子を表すか;又は、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、末端に水酸基、ビニル基、エポキシ基、又は、(メタ)アクリロイルオキシ基、のいずれかを有する炭素数1〜3のアルコキシ基、を表す。
R1、R2、R3、R4は互いに独立して水素原子または上記置換基を表す。)
なお、本明細書において、「ホルミル基」は、−CHOの構造を、又、「(メタ)アクリロイルオキシ基」は、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を表す。
R3、R4が共に水素原子でない場合、R3が11位、R4が3位に導入されるか、又はR3が12位、R4が2位に導入されることが好ましい。
なお、下記構造を繰り返し単位として含む重合体を測定試薬用ラテックス粒子を製造する際の成分(A)として用いてもよいが、後述する有機溶媒への溶解性等の観点からは、単量体で用いることが好ましい。念のための付言であるが、前記記載は、例えばシード重合法などによりジナフトチオフェン誘導体の単量体を種粒子内で重合させ、結果として成分(A)が重合体としてラテックス粒子に内包されていることと矛盾するものではない。
式(a1):ジナフトチオフェン、
式(a2):6−ホルミル−ジナフトチオフェン、
式(a3):6−ビニル−ジナフトチオフェン、
式(a4−1):6−メタクリロイルオキシメチル−ジナフトチオフェン、
式(a5−1):6−メタクリロイルオキシエチリデン−ジナフトチオフェン、
式(a6):6−メチル−ジナフトチオフェン、
式(a7):6−エチル−ジナフトチオフェン、
式(a8):5,9−ジブロロ−ジナフトチオフェン、
式(a9):2,12−ジメトキシ−ジナフトチオフェン、
式(a10):2,12−ジヒドロキシ−ジナフトチオフェン、
式(a11):2,12−ジ(2−ヒドロキシエトキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a12):2,12−ジ(2−アリルオキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a13):3,11−ジ(2−ヒドロキシエトキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a14):3,11−ジ(2−アリルオキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a15):2,12−ジグリシジルオキシ−ジナフトチオフェン、
式(a16−1):2,12−ジ(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a17):3,11−ジグリシジルオキシ−ジナフトチオフェン、
式(a18−1):3,11−ジ(2−メタクリロイルオキシエトキシ)−ジナフトチオフェン
式(a4−2):6−アクリロイルオキシメチル−ジナフトチオフェン、
式(a5−2):6−アクリロイルオキシエチリデン−ジナフトチオフェン、
式(a16−2):2,12−ジ(2−アクリロイルオキシエトキシ)−ジナフトチオフェン、
式(a18−2):3,11−ジ(2−アクリロイルオキシエトキシ)−ジナフトチオフェン。
このような有機溶媒への溶解性の観点からは、上述の式(a1)〜式(a18−2)の化合物の中でも、酢酸エチル50gに25℃で1g以上溶解することができる6VDNpTh:式(a3)、DNTMA:式(a4−1)、EDNTMA:式(a5−1)、6MeDNT:式(a6)、6EDNT:式(a7)、DODNT:式(a10)、DAODNT:式(a12)、3,11-DAODNT:式(a14)、DGODNT:式(a15)、3,11-DGODNT:式(a17)が好ましく、酢酸エチル30gに25℃で1g以上溶解することができる6VDNpTh:式(a3)、DNTMA:式(a4)、EDNTMA:式(a5)、6MeDNT:式(a6)、6EDNT:式(a7)がより好ましい。
式(1):粒子径の変動係数(CV値)=粒子径の標準偏差/平均粒子径
本発明の測定試薬用ラテックス粒子を担体として、被検物質と特異的に結合する物質を担持させて、感作ラテックス粒子を製造することができる。本発明の測定試薬用ラテックス粒子に、被検物質と特異的に結合する物質を担持させた感作ラテックス粒子もまた、本発明の1つである。感作ラテックス粒子は緩衝液中に分散していることが好ましい。
なお、本明細書において「担持」、「感作」、「固定化」の語は、通常の意味を有し、同義に使用している。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子の製造に使用する種粒子をソープフリー乳化重合法を用いて作製した。反応容器にイオン交換水1200mL、モノマーとして、スチレン120mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液13mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。
上記種粒子懸濁液80gに上記6VDNpTh溶液を混合し、常温で24時間攪拌することで種粒子に6VDNpTh及び過酸化ベンゾイルを内包させた。その後、70℃で10時間加熱攪拌を行い、6VDNpThの重合と酢酸エチルを蒸発除去することで、スチレンと6VDNpThの複合粒子を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径は0.180μm、粒子径のCV値は5.3%であった。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子の製造に使用する種粒子をソープフリー乳化重合法を用いて作製した。反応容器にイオン交換水1200mL、モノマーとして、1−ビニルナフタレン120mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液13mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。DNTMA23gをアセトン30gに溶解させ、常温で6時間攪拌し、DNTMA溶液を得た。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン77mL及びDNTMA溶液を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してスチレンとDNTMAの複合粒子を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.292μm、粒子径のCV値は9.1%であった。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。EDNTMA18gをアセトン30gに溶解させ、常温で6時間攪拌し、DNTMA溶液を得た。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン82mL及びDNTMA溶液を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してスチレンとEDNTMAの複合粒子を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.277μm、粒子径のCV値は9.6%であった。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子の製造に使用する種粒子をソープフリー乳化重合法を用いて作製した。反応容器にイオン交換水1200mL、モノマーとして、1−ビニルナフタレン120mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液13mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子の製造に使用する種粒子をソープフリー乳化重合法を用いて作製した。反応容器にイオン交換水1200mL、モノマーとして、1−ビニルナフタレン120mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液13mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子の製造に使用する種粒子をソープフリー乳化重合法を用いて作製した。反応容器にイオン交換水1200mL、モノマーとして、スチレン120mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液13mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。
上記種粒子懸濁液60gに上記6VDNpTh溶液を混合し、常温で24時間攪拌することで種粒子に6VDNpTh及び過酸化ベンゾイルを内包させた。その後、70℃で10時間加熱攪拌を行い、6VDNpTh及び1−ビニルナフタレンの重合と酢酸エチルの蒸発除去することで、スチレンと6VDNpTh及び1−ビニルナフタレンの複合粒子を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.223μm、粒子径のCV値は6.6%であった。
本発明の測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。DNTMA12gをアセトン30gに溶解させ、常温で6時間攪拌し、DNTMA溶液を得た。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン88mL及びDNTMA溶液を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してスチレンとDNTMAの複合粒子を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.292μm、粒子径のCV値は9.1%であった。
測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン100mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.203μm、粒子径のCV値は4.4%であった。
本比較例は特許文献2に記載のラテックス粒子に相当する。
測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン80mL、1−ビニルナフタレン20mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン−ポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.152μm、粒子径のCV値は5.2%であった。
本比較例は特許文献2に記載のラテックス粒子に相当する。
測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン60mL、1−ビニルナフタレン40mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン−ポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.160μm、粒子径のCV値は8.6%であった。
本比較例は特許文献2に記載のラテックス粒子に相当する。
測定試薬用ラテックス粒子について、ソープフリー乳化重合法を用いて製造した。反応容器にイオン交換水1000mL、モノマーとして、スチレン30mL、1−ビニルナフタレン70mL、を加え攪拌し、その後、反応容器内を窒素置換した。反応容器内の温度が70℃に達した後、3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液10mLを滴下した。3%(w/v)過硫酸カリウム水溶液の滴下から24時間後、反応を停止し、濾過してポリスチレン−ポリビニルナフタレン系ラテックス粒子懸濁液を得た。得られたラテックス粒子の平均粒子径0.267μm、粒子径のCV値は6.2%であった。
実施例1〜8及び比較例1〜4で得られた各測定試薬用ラテックス粒子を濃度0.01重量%に調製し、分光光度計(日立製U−3900)を用いて波長580nmの吸光度を測定した。ポリスチレン粒子の波長580nmの吸光度については、一般的に下記[式(2)]で算出できることが判っている。
[式(2)]:吸光度(理論値)=2.717×粒子径(μm)−0.218
本発明の測定試薬用ラテックス粒子について、同粒子径のポリスチレン粒子の吸光度を算出し、比較評価を行った。結果を表1に示した。
一方、本発明の測定試薬用ラテックス粒子である実施例1〜8では、比較例2、3、4よりも高い吸光度増加を確認した。ジナフトチオフェン、又はジナフトチオフェン誘導体の屈折率はn=1.70〜1.81と、ポリスチレンの屈折率(n=1.58)や1−ビニルナフタレンの屈折率(n=1.64)と比較して類い稀な高屈折率材料であることに起因する結果である。
また実施例1〜8において、実施例3の吸光度(測定値)が一番高かった。その理由は以下のように考えられる。上述の化学式(a4−1)、(b1−1)で表されるように、ジナフトチオフェンに導入された置換基R1は、その構造中に不飽和二重結合を有する。この不飽和二重結合により、ジナフトチオフェン誘導体(成分A)の有機溶媒への溶解性が向上したことにより、ジナフトチオフェン誘導体の添加量が比較的少ないにも関わらず、種粒子中にジナフトチオフェン誘導体が効率良く含漬されたためと考えられる。
以上より、本発明の測定試薬用ラテックス粒子は、粒子の吸光度を大きく向上させることで、被検物質の濃度が希薄な測定試料を測定する場合であっても高感度な測定を可能にすることが確認された。
Claims (10)
- ジナフトチオフェン及びその誘導体の少なくともいずれか一方からなる成分(A)と、
前記成分(A)を内包する基材成分(B)と、を備えることを特徴とする測定試薬用ラテックス粒子。 - 前記成分(B)として、スチレン及びビニルナフタレンの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項1に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
- 前記成分(A)に対する前記成分(B)の質量比[(B)/(A)]が、1.0〜9.0であることを特徴とする請求項1又は2に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
- 前記ジナフトチオフェン誘導体が、次式で示されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
R3、R4は水素原子を表すか、又は、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、末端に水酸基、ビニル基、エポキシ基、又は(メタ)アクリロイルオキシ基、のいずれかを有する炭素数1〜3のアルコキシ基を表す。
R1、R2、R3、R4は互いに独立して水酸原子または上記置換基を表す。) - R1、R2が共に水素原子を表す場合、R3、R4が共に、メトキシ基、エトキシ基、水酸基、末端に水酸基、ビニル基、エポキシ基、又は(メタ)アクリロイルオキシ基、のいずれかを有する炭素数1〜3のアルコキシ基を表し;R3、R4が共に水素原子を表す場合、R1、R2の一方が水素原子を表し、他方がハロゲン原子、ホルミル基、炭素原子数1〜3のアルキル基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシアルキレン基;当該アルキレン部分は直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜3のアルキレン鎖で構成される、を表す、請求項4に記載の測定試薬用ラテックス粒子。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の測定試薬用ラテックス粒子に、被検物質と特異的に結合する物質を担持させたことを特徴とする感作ラテックス粒子。
- 請求項9に記載の感作ラテックス粒子が緩衝液中に分散していることを特徴とする免疫比濁法用測定試薬。
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