KR100261834B1 - 건조 중합체 비드 제제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건조 중합체 비드 제제의 제조 방법을 제공한다. 이를 달성하기 위해서, 상기 중합체 비드는, 중합체 비드를 재현탁시켰을 때 액체에 다시 용해되는 물질 (쉽게 용해됨)의 층으로 피복된다. 따라서, 재현탁액은 응집체가 거의 존재하지 않는다.

Description

건조 중합체 비드 제제
본 발명의 주제는 건조 중합체 비드(bead) 제제, 이러한 중합체 비드 제제의 제조 방법, 자기성 비드를 함유하는 현탁액의 농축 방법, 중합체 비드 피복용 당(sugar)의 사용, 건조 중합체 비드 제제의 사용, 및 건조 중합체 비드 제제를 이용한 피분석물의 검출 방법이다.
플라스틱 비드는 장기간 피분석물을 측정하기 위한 분석절차에 사용되어 왔다. 피분석물의 존재 및/또는 이의 양은 응집체의 형성 및/또는 이런 형성된 응집체의 양으로부터 결정할 수 있다.
면역검정 및 기타 시험에서, 시약으로서 플라스틱 자기성 비드를 다양한 실시 양태로 사용하는 것이 최근 개발되었다. 비드에서 발견되는 자기성 부분의 존재로 인해, 이 비드는 자기력을 가하여 현탁액으로부터 분리시킬 수 있다. 사용되는 용도의 유형에 상관없이, 입자는 응집체의 형성을 피하도록 단일 입자로 사용하는 것이 필요하다. 최근까지, 이러한 자기성 중합체 비드는 전부 현탁액의 형태로 제공되어 왔다. 이러한 현탁액은 단량체를 직접 중합하여 수득한다. 필요하다면, 이렇게 수득된 입자는 현탁액으로부터 입자의 제거없이 추가 처리한다
그러나, 상기 종류의 현탁액과 관련하여 특별한 저장 문제점이 발생한다. 중력으로 인해, 만일 자기성 비드가 용기의 바닥에 가라앉으면, 단단히 압축된 덩어리를 형성한다. 이어서 만일 용기가 이송 동안 뒤집어지면, 덩어리는 완전히 건조되기 쉽다. 자기성 비드의 재현탁 동안, 이렇게 형성된 응집체를 다시 완전한 각각의 입자로 분할하는 것은 불가능하다. 초음파의 사용으로도 만족스러운 결과가 얻어지지 않는다. 그러므로 본 발명의 주제는 응집체를 형성하지 않고 재현탁할 수 있는 중합체 비드 제제의 제조방법이다.
본 발명의 주제는 건조 중합체 비드 제제이다.
본 발명의 중합체 비드는 중합반응에 의해 수득된 입자이다. 이러한 중합체 비드의 바람직한 직경은 0.1 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 1.0 내지 5.0㎛이다. 입자는 바람직하게는 본질적으로 원형이고, 비드로서 공지되어 있다. 비드의 바람직한 주성분은 유기 중합체이다. 하나의 단일 단량체로부터 수득되는 중합체 외에, 또한 몇 개의 단량체로 구성된 중합체, 즉, 공중합체가 포함된다. 가능한 단량체로는 폴리스티렌 및 폴리메틸메타크릴레이트가 포함된다. 이러한 중합체의 예로는 라텍스 입자를 들 수 있다.
중합체 비드는 공지된 방법, 예컨대, 액체에 단량체를 분산시키고, 사용되는 중합 반응의 유형, 즉, 광개시제 또는 중합개시제에 따라 중합을 개시해서 제조할 수 있다. 중합체 비드의 제조는, 예컨대 문헌 [LB Lang (Amer Clin Prod Rev 7, 1, 22-26)]으로부터 당업자에게 공지되어 있다.
비록 본 발명으로 모든 종류의 중합체 비드를 응집체가 없는 현탁가능한 형태로 만들 수 있으나, 여기에서의 기재 내용은 "자기성 중합체 비드"의 바람직한 경우로 초점을 맞춘다. 자기성 비드는 주로 현탁액의 형태, 예컨대, Dynal AS 사제로부터 구입할 수 있다. 이 비드는 본질적으로 자기성 입자의 혼입에 의해 자기화된 유기 중합체로 구성된 입자이다. 자기성이란 용어에는 강자성 입자 뿐만 아니라 상자성 및 초상자성 입자가 포함되는데, 후자가 바람직하다.
자기성 입자는 EP-B-O 106 873에 기재된 것과 같이 제조할 수 있다.
몇몇의 분석 절차에 있어서, 상기 중합체는 피분석물 또는 피분석물-결합 물질을 선택적으로 고정화시키기 위하여 사용한다. 이 경우에 있어서, 현탁액 내의 중합체 비드를 시약으로 개질하는 것이 공지되어있다. 이의 예로는, 피분석물 또는 바이오틴으로 개질된 피분석물 결합 물질을 입자의 표면에 결합시키는 스트렙타비딘층의 입자 표면의 도포를 들 수 있다.
본 발명에 따라, 이후 이 입자를 쉽게 용해되는 물질 층으로 피복한다. 이 물질의 쉽게 용해된다는 것은 가용성은 용액에 입자가 이후에 재현탁될 수 있는 것을 의미한다. 체액을 분석하는 경우에는, 이러한 용액은 본질적으로 수용액이다. 본 발명에서의 쉽게 용해되는 물질은 특히 건조 중합체 제제가 제조되고 저장되는 조건 이상에서 분해되는 융점을 갖는 당이다. 적합한 당에는, C6당(糖) 및 C6당(糖)알코올이 포함되고, 특히 만나이트(mannite) 및 트레할로오스(trehalose)가 바람직하다.
쉽게 용해되는 물질의 피복은 여러 방법으로 실시할 수 있다. 그러나, 쉽게 용해되는 물질을 함유하는 중합체 비드 현탁액을 제조하고, 이들 현탁액에서 액체가 빠져나가는 조건 하에서 분무하는 것이 바람직하다. 이러한 분무-건조 절차는 공지되어 있다. 시판되는 현탁액을 사용하는 경우는, 특정량의 가용성 물질을 가하는 것으로 충분하다. 이 양은 존재하는 가용성 물질의 양이 완전히 용해되는 정도의 용량이어야 한다. 그러므로 양은 현탁액 중의 가용성 물질의 용해도에 좌우된다. 당의 경우에서, 예컨대 0.1 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 10중량%의 양이 편리한 것으로 입증되었다. 가용성 물질의 양은 각각의 중합체 비드의 피복층의 두께가 20nm 내지 50㎛, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5㎛가 되는 정도가 되어야 한다. 주어진 가용성 물질의 양을 이용하는 경우 층두께가 목적하는 범위 내인지 아닌지는 현미경을 통해 쉽게 측정할 수 있다.
이를 위해서는, 입자를 바람직하게는 성형체에 붓고, 가로로 잘라 입자의 두께 및 피복을 측정할 수 있다. 이렇게 수득된 중합체 비드는, 바람직하게는, 만일 피복이 충분히 두꺼우면, 이의 원래의 표면 구조에 상관없이 매끄러운 표면을 갖고, 또한 구형의 외형을 갖는다. 분무 건조 공정 동안 현탁액에서의 저농도의 자기성 중합체 비드를 선택하는 것이 바람직하다. 적정 농도는 0.05 내지 0.5 중량%이다. 이로 단일 자기성 입자를 갖는 또는 갖지 않는 비말이 형성된다. 분무탑을 건조시키는 동안, 바람직하게는 95%의 대응하는 건조 당 입자들 또는 당 입자는 하나 이하의 단일 자기성 비드를 함유한다. 더블(doubles) 또는 트리플(triples), 즉 두세개의 연결된 자기성 입자의 응집체는 현저히 감소한다. 특히 수용액이 중합체 비드 현탁액의 제조에 바람직하다. 분무 건조 공정은 생성된 입자가 1 미만, 바람직하게는 0.1중량% 미만으로 자유수(free water)를 함유할 때까지 지속한다. 분무 건조 공정에서 수득된 생성물을 가열하여, 잔류 수분이 상기 조건을 만족시키는지 조사하고, 중량에서의 변화가능성을 결정하는 것이 가능하다.
바람직한 방식에 있어서, 본 발명의 중합체 비드는 부을 수 있다.
분무 건조에서 수득한 분말형 덩어리를 가용성 물질을 함유하는 액체 중에 재현탁시키는 경우, 자기장의 부재에서는 실질적으로 어떠한 자기성 중합체 입자의 응집체도 형성되지 않는다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 또한, 이는 비자기성 중합체 입자에도 적용된다.
사용하는 가용성 물질의 양에 따라, 본질적으로 가용성 물질로 구성된 피복 중합체 비드 외에 비드를 함유하지 않는 입자가 형성된다. 만일 높은 비율의 가용성 물질이, 예컨대, 분석 절차에 방해가 되면, 자기성 입자가 없는 당 입자를 특별히 분리하는 것이 가능하다. 이는 특히 자기성 중합체 비드의 경우에서 용이하다. 이를 달성하기 위해서는, 건조 중합체 비드 제제의 현탁액은 에탄올과 같은 저급 알코올(C1-3원자)의 경우에서와 같이 가용성 물질이 용해되지 않는 액체 중에서 제조한다. 자석을 이용하여, 자기성 입자를 용기의 벽에서 분리시키고, 잔류 현탁액을 제거한다. 액체에 의한 수회의 세척 단계 및 자석의 제거 또는 차단후, 가용성 물질로 피복된 중합체 자기 입자의 농축물이 수득된다. 저급 알코올 이용의 장점은, 쉽게 건조되어 건조 분말을 생성시킨다는 것이다. 가용성 물질을 함유하는 액체 내의 상기 분말의 재현탁으로 실질적으로 응집체 및 비자기성 입자가 없는, 특히 5%미만의 응집체를 함유하는 중합체 자기성 비드의 현탁액이 된다.
또한 본 발명의 주제는 중합체 비드 피복용 당(糖)의 사용이다.
본 발명의 또 다른 주제는 분석 절차에서의 건조 중합체 자기형 비드 제제의 사용이다. 본 발명에서의 분석 절차는 주어진 양의 중합체 비드에 결합된 피분석물의 양을 측정하는 절차이다. 이 방법은 당업자에게는 익숙한 방법인데, 예로 LB Lang(Particle-based Tests and Assay-Pitfalls, Problems and Possibilities in preparation; Bangs Laboratories, Carmel, IN, USA, October 1990)를 들 수 있다.
또한 본 발명의 주제는 건조 중합체 비드 제제를 제조하고, 액체 내에 건조 중합체 비드를 재현탁시키며, 존재가능한 피분석물을 중합체 비드에 결합시키고, 중합체 비드에 결합된 피분석물을 검출하는 단계들을 특징으로하는 액체로부터 피분석물을 검출하는 방법이다.
하기의 실시예로 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
[실시예 1]
건조 및 무응집체 재현탁성 중합체 비드의 제조
자기성 비드 현탁액 M 280 25 ml (Dynal AS 사제, 농도 10mg 비드/ml), 만나이트 3g 및 물 3g을 혼합한다. Niro-Atomizer-Spray-Drier, Minor(Niro, Soeborg 사제, 덴마크)를 이용하여, 생성된 현탁액을 분무시켜 연갈색 분말로 만든다. 수율은 2.1g이다.
이렇게 수득한 분말의 소량을 증류수에 재현탁시킨다. 광학 현미경으로 관찰시, 응집체는 발견되지 않는다.
[실시예 2(비교)]
통상적 입자의 응집
자기성 비드 현탁액 M 280 0.5ml(Dynal AS 사제)를 40℃의 주위 공기에서 건조시킨다. 고형 잔류물을 취하여 증류수 10ml에 재현탁시켜, 초음파 배쓰(bath)에서 5분간 처리한다. 생성된 현탁액에는 광학 현미경하 잘보이는 커다란 응집체가 함유되어 있다.
[실시예 3]
건조 및 무응집체 재현탁성 자기 중합체 비드의 농축
실시예 1의 생성된 분말 약 50mg을 에펜도르프 시약 용기 내의 약 1.5ml의 에탄올에 재현탁시킨다. 영구 자석을 용기의 벽에 붙인다. 현탁액은 뜨거워지고, 자석의 반대편의 벽에서 갈색 침전물이 형성된다. 잔류 백색 현탁액을 피펫으로 제거하고, 이소프로판올로 세척 절차를 반복한다.
생성된 침전물을 주위 공기에서 건조시킨다.
생성된 건조 분말을 증류수에 재현탁시킨다. 광학 현미경하 현탁액 내에 응집체는 관찰되지 않는다.
본 발명에 따라, 중합체 비드를 재현탁시켰을 때 액체에서 다시 용해되는 용이 가용성 물질의 층으로 피복된 건조 중합체 비드 제제의 재현탁액에는 거의 응집체가 없다.

Claims (10)

  1. 자기성 입자의 혼입에 의해 자기화된 유기 중합체 비드(bead)인 건조 중합체 비드 제제에 있어서, 각 중합체 비드는 쉽게 용해되는 코팅 물질로 피복되는 것을 특징으로 하며, 상기 코팅 물질은 그 두께가 20nm 내지 50㎛이고 수성 현탁액에 쉽게 용해되는 당(糖)인 것을 특징으로 하는 건조 중합체 비드 제제.
  2. 제1항에 있어서, 당(糖)이 만나이트인 것을 특징으로 하는 제제.
  3. 제1항에 있어서, 당이 트레할로스(trehalose)인 것을 특징으로 하는 건조 중합체 비드 제제.
  4. 제1항에 있어서, 코팅물의 두께가 0.1㎛ 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 건조 중합체 비드 제제.
  5. 하기 단계로 이루어진, 제1항에 따른 건조 중합체 비드의 제조방법: (1) 중합체 비드(각 중합체 비드는 이에 혼입된 하나 이상의 자기성 입자를 갖는다)를 제공하고, (2) 비드를 피복하기 위한 당(糖)(액체에 쉽게 용해됨)을 함유하는 액체 중 상기 중합체 비드의 현탁액을 제조하고, (3) 현탁액의 잔류물로부터 액체를 제거하기 위해 현탁액을 분무 건조시켜서 하나 이상의 중합체 비드를 갖는 비말을 포함하는 생성물을 제조하고, (4) 그 후, 생성물로부터 하나 이상의 중합체 비를 갖지 않는 어떤 비말을 제거해서 당(糖)으로 피복된 건조 중합체 비드를 얻는다.
  6. 제5항에 있어서, 현탁액의 분무 건조가 95% 초과의 비말(飛沫)이 단하나의 중합체 비드를 함유할 때까지 수행되는 것을 특징으로 방법.
  7. 제5항에 있어서, 중합체 비드가 현탁된 액체가 분무 건조 전에 약 0.1 내지 약 30중량%의 당을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 중합체 비드가 현탁된 액체가 분무 건조 전에 약 1 내지 약 10중량%의 당을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 당이 만나이트(mannite)인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 당이 트레할로오스(trehalose)인 것을 특징으로 하는 방법.
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