WO2007126151A1 - 機能性粒子およびそれを用いた標的物質の分離方法 - Google Patents

機能性粒子およびそれを用いた標的物質の分離方法 Download PDF

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WO2007126151A1
WO2007126151A1 PCT/JP2007/059550 JP2007059550W WO2007126151A1 WO 2007126151 A1 WO2007126151 A1 WO 2007126151A1 JP 2007059550 W JP2007059550 W JP 2007059550W WO 2007126151 A1 WO2007126151 A1 WO 2007126151A1
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particles
particle
target substance
group
substance
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PCT/JP2007/059550
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Naoki Usuki
Masakazu Mitsunaga
Kenji Kohno
Hisao Kanzaki
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Hitachi Maxell, Ltd.
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a functional particle suitable for separation, immobilization, analysis, extraction, purification, reaction, etc. of a target substance.
  • the present invention also relates to a method of treating a target substance using powerful particles.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. Hei 4 (1990)). Issue gazette).
  • the composite particle having a force is magnetic and is formed, for example, by including a magnetic material in non-magnetic beads.
  • the target particles bonded to the composite particles are recovered by moving the composite particles by applying a magnetic field to collect and aggregate them, and then recovering the aggregated and aggregated composite particles.
  • Magnetic separation Such magnetic field or magnetic methods (hereinafter also referred to as “magnetic separation” or simply “magnetic separation”) require a smaller amount of sample than methods such as centrifugation, column separation, or electrophoresis. In addition, it has the feature that it can be carried out in a short time without denaturing the target substance.
  • the density of the composite particles used was as small as 1.0 ⁇ ⁇ 111 3 to 3.4 g Z cm 3 , it was difficult to efficiently aggregate the composite particles. The reason why the density of the composite particles is relatively small is that a resin or silica having a low density is used as a base material, and a magnetic powder material is dispersed therein to form composite particles.
  • the density of the composite particles depends on the amount of the magnetic powder material.
  • the content of the magnetic powder material is only about 20% by weight, and the density of the composite particles is The value is close to low material density.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 0 5 9 989
  • the zirconium particles described in Patent Document 2 are It is made of a porous material with a three-dimensional internal penetration network (ie, through-hole), and nonspecific binding is likely to occur during the separation of the target substance.
  • an object of the present invention is to provide a particle preferable for separation of a target substance in terms of movement / aggregation of particles and nonspecific binding. It is also an object of the present invention to provide a method for separating a target substance using powerful particles or a method for obtaining a particle on which a target substance is immobilized. Furthermore, a target substance using the particles of the present invention is also provided. Providing a method for conducting analysis, extraction, purification or reaction of these is also an issue of this effort. '
  • the present invention is a particle to which a target substance can bind
  • Substance or functional group capable of binding the target substance is immobilized on the surface of the particle body
  • the density of the particles is 3.5 g / c ni 3 to 9. O gZ cm 3 , and
  • a particle characterized in that the particle body does not have a through-hole.
  • the particles of the present invention have “substance or functional group capable of binding a target substance” immobilized on the surface thereof.
  • “substance or functional group that binds to the target substance” is immobilized. Therefore, when the target substance and particles coexist, the target substance can bind to the particles, so that the particles of the present invention can only be used for various uses such as separation, purification or extraction of the target substance. Not even The particles of the present invention can also be used for single-armed medical technology applications.
  • the “target substance” substantially means a substance that can be various objects such as extraction, quantification, purification, or analysis as well as separation, and is directly or indirectly bound to the particle. Any kind of substance can be used if it is possible.
  • Specific target substances include, for example, nucleic acids, proteins (including avidin and biotinylated HRP, etc.), sugars, lipids, peptides, cells, fungi, bacteria, yeasts, winoles, glycolipids, glycoproteins, complexes, Examples include inorganic substances, vectors, low molecular compounds, high molecular compounds, antibodies, and antigens.
  • the particles of the present invention can be said to exhibit various functions in that they can be used for separation, purification, extraction or analysis of various target substances. Therefore, the particles of the present invention can be called “functional particles”.
  • the particle of the present invention has a density of 3.5 g Z cm 3 to 9.0 g Z cm 3 , and has a feature that the density (or specific gravity) is larger than particles generally used for separation of target substances. have.
  • the particles of the present invention have a feature that no through-holes are formed in the particle main body and that the particles are not porous. For this reason, in general, the specific surface area of the particles has become relatively small, from 0.0 0 0 5 m 2 / g to 1.0 m 2 Z g.
  • the particle body does not have a through hole means that the particle body is substantially solid and the particle does not have an internal through network structure. That is, “the particle body does not have a through-hole” in this specification means “the particle body or the particle body core is solid”, “even if the particle surface is uneven, Does not exist even inside the particle ”, and“ the bulk density is higher than that of a general porous particle ”.
  • a method for separating a target substance using the above-described particles is also provided.
  • Such a separation method is a method for separating a target substance from a sample using the particles of the present invention as described above, and includes the following steps:
  • the method of the present invention is characterized in that particles to which a target substance is bound are aggregated and aggregated by natural sedimentation. That is, the method of the present invention has a feature that the target substance is separated only by spontaneous sedimentation of particles without using a magnetic field or magnetism for particle movement and aggregation. In this way, the target substance can be separated only by the spontaneous sedimentation of particles because the natural sedimentation rate of particles is faster than before.
  • the particles of the present invention not only have a high density of 3.5 ⁇ ⁇ 111 3 to 9.0 g Z c ni 3 but also have no through-holes and a specific surface area of 0. OOO. Since O m 2 / g is relatively small, there is an effect that a sufficient separation speed can be obtained only by the moving speed by the natural sedimentation of particles without using a centrifugal separation method and a magnetic separation method. In other words, the particles of the present invention are preferable particles for natural sedimentation not only in terms of density but also in terms of specific surface area.
  • the particles of the present invention do not have through holes and have a specific surface area of 0.0. Since it is substantially non-porous, from 0 5 m 2 / g to l. O m V g, such adverse gas effects can be eliminated.
  • “natural sedimentation” means that particles settle in a liquid under the action of gravity.
  • “separation” means nucleic acid, protein, sugar, lipid, peptide, cell, fungus, bacteria, yeast, virus, glycolipid, glycoprotein, complex, inorganic substance, vector, low molecular weight compound, polymer Samples containing target substances such as compounds, antibodies or antigens (eg human or animal urine, blood, serum, plasma, semen, saliva, sweat, tears, ascites, amniotic fluid, etc .; human or animal organs) Suspensions of hair, skin, nails, bones, muscles or nerve tissues, extracts, lysates or disruptions; stool suspensions, extracts, lysates or disruptions; suspensions of cultured cells or tissues Solution, extract, lysate or disruption solution; virus suspension, extract, lysate or disruption solution; cell suspension, extract, lysis solution or disruption solution; soil suspension, extract Lysates or lysates; plant suspensions, extracts, Solution solution
  • target substances such
  • the particle to which the target substance is bound is moved. Substantially means to select the target substance from the sample.
  • the “separation speed” substantially refers to the speed at which particles bound to the target substance move in the sample, and in the case of using for natural sedimentation, it substantially means the sedimentation speed of the particles. .
  • the separation speed is high, the time required to separate the target substance from the sample is short. It should be understood that when the particles of the present invention have magnetism, the separation rate can be additionally increased by applying a magnetic field.
  • the particles of the present invention can obtain a sufficient separation rate only by spontaneous sedimentation, the particles of the present invention can be used to separate, immobilize, analyze, extract, and purify target substances without using complicated mechanisms. Alternatively, a reaction or the like can be performed. In other words, when the particles of the present invention are used, a simple system for separating, immobilizing, analyzing, extracting, purifying or reacting a target substance can be obtained.
  • the particles of the present invention are also effective for downsizing or chipping such a system.
  • the particles of the present invention not only the density is large, the specific surface area is 0. 0 0 0 5 m 2 Z g ⁇ l. 0 m 2 Z g and relatively small, regarded as substantially non-porous As a result, non-specific binding of substances other than the target substance to the particles can be suppressed. In other words, due to the non-porous nature of the particles, there are few or substantially no particle pores or particle surfaces that can absorb and adsorb substances other than the target substance, and substances other than the target substance bind to the particles. Can be suppressed.
  • the particles of the present invention can suppress nonspecific binding, the target substance can be efficiently purified and separated by simple operations.
  • the polymer may adhere to the main body surface of the particle
  • a “substance or functional group capable of binding the target substance” can be immobilized on the surface of the polymer (hereinafter also referred to as “adhesion polymer”).
  • adheresion polymer a “substance or functional group capable of binding the target substance”
  • the “substance that can bind the target substance” can be immobilized on the particle surface.
  • “substance or functional group capable of binding the target substance” force s, immobilized on the surface of the particle body c
  • the particles used in the separation method of the present invention not only have a high density but also have a specific surface area of 0.05 0 m 2 / g to l. Particles that are relatively small and can be considered substantially non-porous. As a result, when particles are supplied to a sample containing the target substance, it is possible to prevent a gas such as air from being taken into the particle ridge, and a sufficient separation rate can be obtained even by natural sedimentation. . Furthermore, as described above, the particles used in the separation method of the present invention are particles that can suppress “non-specific binding in which substances other than the target substance bind to the particles”.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the steps of the method of the present invention.
  • FIG. 2 is a photograph of the non-porous yttrium-added di / reconia particles! That are the raw material particles of Example 1.
  • Fig. 3 shows the non-porous yttrium-added ginol-coa particles p! It is the surface enlarged photograph of.
  • FIG. 4 is a photograph of porous silica particles r 6 that are raw material particles of Comparative Example 6.
  • FIG. 5 is an enlarged photograph of the surface of porous silica particles r 6 that are the raw material particles of Comparative Example 6.
  • the particles of the present invention have a density suitable for separation of target substances. That is, body fluids such as human or animal urine, blood, serum, plasma, semen, saliva, sweat, tears, ascites, amniotic fluid; human or animal organs, hair, skin, nails, bones, muscles or nerve tissues Suspension, extract, lysate or disrupted solution; stool suspension, extract, lysate text is disruption; cultured cell or tissue suspension, extract, lysate or disrupted solution; virus suspension Suspension, extract, lysate or lysate; cell suspension, extract, lysate or disruption; soil suspension, extract, lysate or disruption; plant suspension, Extracted liquid, dissolved liquid or crushed liquid; foods ⁇ Processed food suspension, extracted liquid, dissolved liquid or crushed liquid; density at which the sedimentation rate of particles becomes relatively large when dispersed in a sample such as waste water The particles have.
  • body fluids such as human or animal urine, blood, serum, plasma, semen, saliva, sweat, tears, as
  • the particle density is less than 3.5 g / cm 3 , the speed of particle movement due to spontaneous sedimentation is not practically preferable, while when the particle density is greater than 9.0 gZcm 3 , the target substance is bound. It is not preferable for the stirring to be performed. Therefore, density of the particles of the present invention, 3. 5 g / cm 3 ⁇ 9 .
  • a O gZcm 3, more preferably 5 is 0 g / cm 3 ⁇ 8. 0 g / cm 3, more preferably Is 5.5 g / cm 3 to 7.0 g Z cm 3 .
  • density in the present specification means a true density in which only the volume occupied by the substance itself is a volume for density calculation, and the true density measuring device Ultrabitanometer 1000 (Uuasa Iotas) It can be obtained by using
  • Preferred specific surface area of the particles of the present invention 0. 0005m 2 Zg ⁇ :.
  • the particles of the present invention can be regarded as substantially non-porous, and the possibility that a substance other than the target substance binds to the particles (ie, “the possibility of non-specific binding”) is suppressed. . This means that the accuracy of target substance separation is improved.
  • the particles of the present invention are substantially non-porous and have through-holes (ie, inner 0
  • the “specific surface area” referred to in the present specification is a specific surface area obtained by using a specific surface area pore distribution measuring device S A 3 100 (manufactured by Coulter).
  • the particles of the present invention can obtain a sufficient separation rate only by natural sedimentation.
  • the natural sedimentation rate of particles in the sample containing the target substance is faster.
  • the material of the particle body is not particularly limited as long as the particles of the present invention have the above-described density and specific surface area.
  • the particle body is made of a metal or metal oxide, such as zirconia (zirconium oxide, yttrium-doped zirconium oxide), iron oxide, alumina, nickel, nickel, iron, copper and It is made of at least one material selected from the group consisting of aluminum.
  • the particles of the present invention are magnetic.
  • the particles of the present invention having magnetism are also referred to as “magnetic particles”. This is because the magnetic separation operation can be supplementarily performed for spontaneous sedimentation of particles. As a result, the particles can be moved faster, and the target substance (more specifically, the “target substance bound to the particles”) can be separated in a shorter time. Also, pipetting and decanting can be easily performed by collecting and fixing particles in a specific part by magnetism.
  • the material of the main body of the magnetic particle is not particularly limited as long as the particle becomes magnetic.
  • the main body of the magnetic particles is formed of at least one iron oxide selected from the group consisting of a gannet oxide comprising a transition metal and iron, ferrite, magnetite, and ⁇ -iron oxide. It is preferable.
  • the body of magnetic particles contains Eckel, cobalt, iron and their metals. It may comprise at least one metal material selected from the group consisting of alloys consisting of g .
  • “an oxide having a garnet structure comprising a transition metal and iron” is generally called YIG.
  • magnetic particles may be formed by coating non-magnetic particles with a magnetic material, or by simply depositing a magnetic material on non-magnetic particles. May be formed.
  • electroless plating, electroplating, sputtering, vacuum deposition, ion plating, or chemical vapor deposition can be used.
  • non-magnetic particles include, for example, high-density particles composed of dinoleconia (zirconium oxide, yttrium-doped zirconium oxide), alumina, or the like.
  • particles made of aluminum, silica, resin or the like having a lower density can be used.
  • magnetic substance used for coating or deposition, ferrite, magnetite, ⁇ / —iron oxide, or a garnet-structured oxide comprising transition metal and iron, as in the case of the magnetic particles described above.
  • iron oxides such as nickel, cobalt, iron, or alloys comprising these metals.
  • the volume of the magnetic substance coating is preferably 5% or more with respect to the volume of the particles (particles including the magnetic substance coating).
  • the thickness of the magnetic substance coating is preferably 1.7% or more with respect to the diameter of the particles (particles including the magnetic substance coating).
  • magnétique properties of magnetic particles include “saturation magnetization” and “coercivity”.
  • saturation magnetization the higher the value of saturation magnetization, the better the responsiveness of particles to a magnetic field.
  • the magnetism in order to provide magnetism to particles having a relatively high density as in the present invention, the magnetism must be increased. It is necessary to provide a magnetic substance on the surface or inside of the particles that are not tinged. Here, since the magnetic substance has a lower density than the non-magnetic particles, the necessary density must be maintained by limiting the amount of the magnetic substance to be provided.
  • a non-magnetic polymer is deposited on the particle body, it is practically difficult to obtain a larger saturation magnetic field than in the case where particles are made of only a magnetic substance.
  • the saturation magnetization of the particles of the present invention is preferably 0.5 A m 2 / kg to 85 A ⁇ m 2 Zkg (0.5 emu Zg to 85 emu Zg), more preferably 3 A ⁇ M 2 Zk g ⁇ ; L 0 A 'm
  • the coercive force is preferably OkAZn!
  • the values of “saturation magnetization” and “coercive force” in this specification are values measured using a vibrating sample magnetometer (model VSM-5, manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). Specifically, the value of “saturation magnetization” is a value obtained from the amount of magnetic field when a magnetic field of 797 kA / m (10 kiloelsted) is applied. The value of “coercive force” is the value of the applied magnetic field where the amount of magnetization becomes zero when a magnetic field of 797 kAZm is applied, the magnetic field is returned to zero, and the magnetic field is gradually increased in the opposite direction. Value.
  • the shape of the particle of the present invention is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape, an ellipsoidal shape, a particle shape, a plate shape, a needle shape, or a polyhedral shape (for example, a cubic shape).
  • the particle shape is preferably a regular shape, and particularly a spherical shape.
  • the “non-magnetic particle body” is spherical. It is preferable to have a shape or an ellipsoidal shape.
  • the average size (ie, “average particle size”) of the particles of the present invention is preferably from 1 / xm to L mm.
  • the average particle size is smaller than 1 ⁇ , it is difficult to sufficiently increase the moving speed due to the natural sedimentation of the target substance during separation of the target substance, while when the average particle size is larger than l mm, the target This is because the particles may settle before binding to the substance, and the target substance may not be sufficiently separated. More preferably 5 n! An average particle size of ⁇ 500 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ ! An average particle size of ⁇ 100 ⁇ m.
  • Particle size refers to the length of the particle in all directions (the length of the particle, including the thickness of the polymer that is applied when the polymer is applied to the particle body).
  • the term “average particle size” means, for example, 300 particles based on an electron micrograph or an optical micrograph of a particle. This means the particle size calculated as the average number of particles. Note that particles made of pure metal tend to oxidize rapidly when the size is small, and in some cases there is a risk of igniting the particles; ⁇ , with relatively large particle sizes such as the present invention, rapid oxidation may occur. The risk of ignition of particles is reduced.
  • “Substances capable of binding a target substance” (hereinafter also referred to as “substances to which a target substance can bind”) immobilized on the surface of the particles of the present invention include piotin, avidin, streptavidin and It is preferably at least one substance selected from the group consisting of neutravidin.
  • the “functional group capable of binding the target substance” (hereinafter also referred to as “functional group capable of binding the target substance”) immobilized on the surface of the main body of the particle of the present invention is a carboxyl group, Hydroxyl group, epoxy group, tosyl group, succinimide group, maleimide group, phenol group, sulfate group such as thioter group and disulfide group, aldehyde group, azide group, hydrazide group, primary amino group, secondary amino group At least one functional group selected from the group consisting of a tertiary amino group, an imidoester group, a canolepositimide group, an isocyanate group, a iodine acetyl group, a halopoxyl group, a double bond, and a double bond It is preferable.
  • the “functional group to which the target substance can bind” may be a derivative of the functional group described above.
  • immobilization generally means that a “substance capable of binding a target substance” or a “functional group capable of binding a target substance” exists near the surface of the particle body. It does not necessarily mean only the mode in which the “substance that can bind the target substance” or the “functional group that can bind the target substance” is directly attached to the surface of the particle body. Absent.
  • immobilization substantially means an embodiment in which “substance or functional group capable of binding to a target substance” is immobilized on at least a part of the particle surface.
  • the “possible substance or functional group” does not necessarily have to be immobilized over the entire particle surface.
  • the “substance or functional group to which the target substance can bind” is present over the entire particle surface so that the particle body is included in the “substance or functional group to which the target substance can bind”.
  • the term “target substance binds” not only includes a mode in which the target substance is “adsorbed” or “absorbed” with respect to the particle, but also between the target substance and the particle. It also includes embodiments in which the target substance is bound to the particles due to various “affinities” acting on the particles.
  • the target substance is bound to the particle via the substance or functional group. be able to.
  • the method for immobilizing the “substance that can bind the target substance” to the particle body is not particularly limited, and any technique that can bind or attach the “substance that can bind the target substance” to the particle body. Any method may be used. “Substances that can be bound by the target substance” are not limited to directly binding or adhering to the particle body, but if necessary, silicon-containing substances (for example, siloxane, silane coupling agent and sodium silicate), Alternatively, another substance such as a resin having a functional group to which the target substance can bind or adhere is attached or introduced in advance to the particle body, or the surface of the particle body is subjected to noble metal deposition treatment and then the target substance.
  • silicon-containing substances for example, siloxane, silane coupling agent and sodium silicate
  • the “substance that can be bound to the target substance” can be easily immobilized on the particle. It's okay.
  • a silicon-containing substance is used, a “substance that can bind to the target substance” is immobilized on the surface of the particle body, and such a silicon-containing substance is present.
  • An example of a method for fixing a “substance capable of binding a target substance” to a particle body is described, for example, by reacting a silane coupling agent having an epoxy group or an amino group on the surface of the particle body.
  • a substance that can bind to the target substance can be immobilized on the particle.
  • the method for immobilizing the “functional group to which the target substance can bind” to the particle body is not particularly limited, and the “functional group to which the target substance can bind” is bonded to or attached to the particle. Any method can be used as long as it is possible.
  • the “functional group to which the target substance can bind” may be chemically treated and converted to another functional group to change the reactivity, adsorption, etc.
  • the “functional group to which the target substance can bind” is directly bonded or attached to the particle body, but also a silicon-containing substance (for example, Other substances such as siloxane, silane coupling agent and sodium silicate), resin having functional groups to which the target substance can bind or attach, are previously attached to or introduced into the particle body, or the particle body.
  • a noble metal deposition treatment to the surface of the particles and attaching or introducing another substance such as a sulfur-containing compound having a functional group to which the target substance can bind or adhere in advance to the particle body.
  • the functional group to which the target substance can bind may be easily immobilized on the particle body.
  • a silicon-containing substance is used, a “functional group to which the target substance can bind” is immobilized on the surface of the particle body, and a powerful silicon-containing substance exists.
  • TMC T S 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetrasiloxane
  • the dispersion liquid obtained by dispersing the precursor particles in an organic solvent is added to the T , ⁇
  • the organic solvent to be used may be any kind of organic solvent as long as it is easily evaporated by an evaporator and has a low boiling point, and examples thereof include toluene, hexane, and benzene. If the vacuum desiccator saddle is subjected to heat drying, the same effect as the chemical vapor deposition method (CVD method) is brought about.
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • the heating temperature should be in a range where TMC TS evaporates and decomposition does not occur. Necessary. Specifically, a heating temperature of about 30 to 80 ° C is preferable.
  • the last heating process in the thermostatic chamber is a process in which the reactions between TMC TS attached to the particle surface proceed. If the temperature becomes too high, TMC TS is likely to be decomposed, and if it is carried out for a long time, there will be no reactive sites required in the subsequent functional group immobilization step.
  • a heating temperature of 200 ° C. and a reaction time within 2 hours are preferred. Since the particles become hydrophobic, it can be confirmed that a TMC TS film was formed on the particle surface.
  • a functional group immobilization step is performed.
  • a compound containing a functional group to be immobilized must have a double bond at the end, but there are no other restrictions.
  • the structure used may have any structure between the functional group and the double bond site.
  • the number of functional groups is not limited to one, and a plurality of functional groups may be used. A plurality of different types of functional groups may be immobilized.
  • the Si—H part contained in TMC TS and the double bond part of the compound containing the functional group such as an epoxy group or a carboxyl group are included.
  • the functional groups react with each other and are introduced to the particle surface.
  • the particles obtained in the pretreatment step are dispersed in a solvent, and in a heated state, a reaction catalyst and a compound having a functional group to be immobilized are added and reacted for several hours.
  • the solvent to be used is not limited as long as it can dissolve the compound having the functional group to be immobilized and can obtain a stable reaction rate even when heated to 60 ° C or higher. Any of 15 types of solvents may be used, such as water and ethylene glycol.
  • any type of catalyst may be used as long as the reaction catalyst promotes the above-described reaction, and, for example, chloroplatinic acid or the like can be used.
  • the polymer is attached to a part of the surface of the particle body, and the “substance or functional group capable of binding the target substance” is immobilized on the surface of the particle body or the polymer. Yes.
  • the polymer covers the entire surface of the particle body, and a “substance or functional group capable of binding the target substance” is immobilized on the surface of the polymer.
  • the particles of the present invention can also be referred to as “encapsulated particles” or “core-shell-structured particles” based on the morphology of the particles.
  • the polymer attached to the surface of the particle body is preferably one that contributes to the immobilization of the “substance that can be bound by the target substance” or the “functional group that can be bound by the target substance”. It can be arbitrarily selected depending on the type of “substance” or “functional group to which the target substance can bind”, the use conditions of the particles, and other necessary characteristics.
  • typical deposited polymers include polystyrene or its derivatives, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) atanolate ester, polyvinyl ether, polyurethane, polyamide, poly (vinyl acetate), poly (bull alcohol), Mention may be made of at least one synthetic polymer selected from the group consisting of polyallylamine and polyethyleneimine.
  • polymers such as semi-synthetic polymer compounds such as hydroxyalkynorecenolose, carboxyalkylcellulose or sodium alginate, or natural polymer compounds such as chitosan, chitin, starch, gelatin or gum arabic, etc. It doesn't matter. still,
  • a polymer in which a functional group to which a “substance capable of binding a target substance” or “functional group to which a target substance can bind” can be bonded or attached may be introduced.
  • polystyrene when particles are used in an aqueous system, polystyrene, polymetatalylate alkyl, polybulether or poly (polyether) is difficult to penetrate.
  • a polymer such as butyl acetate may be selected.
  • “deposition” substantially means an embodiment in which a polymer is attached or present on at least a part of the particle surface, and the polymer is not necessarily attached or present on the entire surface of the particle body. It does not have to be. However, in a preferred embodiment, the entire surface of the particle body is coated with a polymer so that the particle body is included in the polymer film. If the entire surface of the particle body is coated with a polymer, it is not only preferable in that the number of “substances or functional groups capable of binding a target substance” to be immobilized on the polymer surface is increased. It is preferable in that elution of metal ions (that is, metal ions constituting the particle main body) caused by the constituent material of the main body can be further suppressed.
  • metal ions that is, metal ions constituting the particle main body
  • the method for adhering the polymer to the particle body is not particularly limited, and any method may be used as long as the polymer can be attached to the particle body surface. For example, the following methods can be mentioned.
  • the initiator particles and the chain transfer agent are bonded or adsorbed on the surface of the precursor particles, and the polymer is extended from the particle surface, thereby the precursor particles.
  • a polymer is deposited on the surface of the substrate.
  • the polymer is deposited on the surface of the precursor particles by performing polymerization in the presence of the precursor particles using a monomer that precipitates as the polymerization reaction proceeds. The deposition can be performed more efficiently by selecting each charge so that the polymer and the particle attract each other, or fixing a polymerizable double bond on the particle surface.
  • a combination of a monomer and a solvent capable of forming a monomer emulsion is selected, and The polymer particles are deposited on the particle surface by polymerizing the precursor particles in the monomer emulsion obtained from 1 .
  • a surface treatment or a surfactant that is familiar to the monomer so that the precursor particles are preferentially present in the monomer emulsion.
  • the solubility of the polymer is decreased by mixing precursor particles in the polymer solution, adding a poor solvent, changing pH, and adding a large amount of salt. And depositing the polymer on the surface of the precursor particles.
  • techniques such as charge selection and fixation of polymerizable double bonds are effective.
  • the precursor particles may be alternately immersed in polymer solutions having different charges to form a laminate on the particle surface.
  • the surface of the precursor particles Prior to the polymer deposition process, the surface of the precursor particles may be subjected to a specific process.
  • a specific process for example, in addition to magnetizing treatment, coating treatment with metal or inorganic material, adsorption treatment of surfactant, treatment with reactive substances such as silane coupling agent or titanium coupling agent, siloxane coating treatment, and Si in siloxane — Functional group introduction treatment (hydrosilylation reaction), acid treatment or alkali treatment, solvent washing treatment or polishing treatment may be performed on H.
  • These treatments remove dirt on the surface of the precursor particles, control the charge on the surface of the precursor particles, and introduce reactive functional groups on the particle surface, improving the efficiency of polymer deposition, The adhesion between the deposited polymer and the particle surface is improved by 1 ".
  • the surface of the main body of the particle of the present invention is In addition to the substance or functional group to which the substance can bind "and the deposited polymer, such a silicon-containing substance must be present (for example, a silicon compound can be interposed between the particle body surface and the deposited polymer surface).
  • a silicon-containing substance must be present (for example, a silicon compound can be interposed between the particle body surface and the deposited polymer surface).
  • the polymerization is performed by previously bonding or adsorbing the initiator and / or polymerizable double bond to the surface of the precursor particle, the deposition of the surface of the adhered polymer is likely to occur, which may be advantageous for polymer deposition treatment. .
  • treatments for imparting other characteristics such as reduction of non-specific binding, suppression of elution of metal ions, etc., adjustment of density, provision of color, fluorescence, etc. may be performed.
  • the polymer to be deposited may be subjected to a crosslinking treatment.
  • a crosslinking treatment When the deposited polymer is crosslinked, Properties such as durability, solvent resistance or low swellability can be improved.
  • the method of crosslinking is not particularly limited, but the typical methods are classified as follows.
  • (1) a and (2) a and (3) As an example of combining a, the polymerization may be started from the surface of the precursor particle, or the polymer may be deposited on the surface of the precursor particle. In the process of attaching the polymer, a heat treatment including a bifunctional monomer is performed, or a bifunctional monomer is included in the process of encapsulating the precursor particles in the monomer emulsion. A method of performing heat treatment is possible. As an example of combining (1) and (2) a and (3) a, the precursor particles are coated by precipitation of a polymer having a carboxyl group or polymerization of a monomer having a carboxyl group.
  • (3) a can be used to introduce an epoxy group or isocyanate group, and a double bond can be introduced.
  • (3) b can be used.
  • a “substance that can bind to the target substance” or an “functional group that can bind to the target substance” is immobilized on the surface of the particles of the present invention and / or the surface of the adherent polymer. I understand that.
  • the method of immobilizing the “functional group to which the target substance can bind” is not particularly limited in the embodiment in which the adherent polymer is provided on the surface of the particle body, and the “functional group to which the target substance can bind” is not limited. If it can be bonded or attached to the body, Any method may be used. Furthermore, the “functional group to which the target substance can bind” may be immobilized before, during or after the polymer deposition process.
  • a technique for fixing the “functional group to which the target substance can bind” is, for example, “the target substance can be bound in the polymerization reaction of the polymer to be deposited”.
  • a monomer having a “functional group” is polymerized or copolymerized.
  • monomers having a “functional group to which the target substance can bind” include (meth) acrylic acid, (meth) glycidyl acrylate, (meth) hydroxyalkyl acrylate, and (meth) dimethyl acrylate.
  • an adherent polymer is provided on the surface of the particle body, if it is desired to immobilize a “functional group with higher binding to the target substance”, it is reactive to the functional group a introduced into the adherend polymer by the above method
  • a compound having two functional groups that is, a functional group having higher functional group c and “functional group c having higher binding property to the target substance” may be additionally introduced into the particles.
  • the functional group a and the functional group b it is possible to obtain particles in which the “functional group c having higher binding property to the target substance” is immobilized.
  • the compound having the functional group a may be additionally introduced into the particle having the functional group a introduced therein (also in this case, the functional group to which the target substance can bind is bonded via the binding between the functional group a and the functional group b. Is fixed to the particle). Such a compound may be introduced twice or more times to make the linker longer.
  • the surface of the adherend polymer and the “functional group to which the target substance can bind” are further apart, or when the distance between the surface of the particle body and the “functional group to which the target substance can bind” is further separated, Increases the degree of freedom of the ⁇ functional group that can be bound to '' and improves the reactivity of the target substance. It is possible to expect an advantageous effect that the degree of freedom increases and the function of the target substance is not suppressed. If the number of atoms from the main chain of the polymer to the functional group is defined as the length of the linker, the length of the phosphorus force ⁇ "is 5 or more and 50 or less, and the above effects can be expected especially.
  • the main chain it is particularly preferable to use a non-specific adsorptive substance such as a bio-related substance (for example, a polyethylene glycol chain).
  • the method of immobilizing the “substance that can bind to the target substance” in the embodiment in which the adherent polymer is provided on the surface of the particle body is not particularly limited, and the “substance that can bind the target substance” is bound to the particle. Any method may be used as long as it can be adhered.
  • the “substance to which the target substance can bind” may be immobilized either before, during or after the polymer deposition process.
  • the “substance capable of binding to the target substance” can be immobilized on the particle by the same technique as that for introducing the “functional group to which the target substance can bind” described above.
  • a functional group having a binding property with a “substance that can bind to a target substance” is introduced in advance on the surface of the particle main body or the surface of the adherend polymer, and the “substance that can bind to the target substance” is introduced through the functional group.
  • hydrophobic polymer when a hydrophobic polymer is used as the adherent polymer and a hydrophobic substance is used as the “substance to which the target substance can bind”, a so-called “hydrophobic interaction” occurs in which the hydrophobic substances adsorb in water.
  • a hydrophobic “substance that can bind to the target substance” can be immobilized on the surface of the deposited polymer.
  • the target substance binds to the particle by the adsorption force or affinity acting between the “substance or functional group capable of binding the target substance” and the target substance. It will be.
  • adsorption is synonymous with “chemisorption”.
  • the “target substance” is avidin
  • the particle body is formed of zirconia
  • the target substance is bound to This is the case when the “substantially possible substance or functional group” is an epoxy group.
  • the particle based on the type of affinity acting with the target substance, the particle
  • the “substances or functional groups capable of binding the target substance” immobilized on the surface of the main body can be broadly classified into the following five categories (Note that the substances or functional groups listed in each classification are only examples. Note that other substances or functional groups are also conceivable).
  • “substance or functional group capable of binding a target substance” is hereinafter referred to as “substance or functional group having affinity”.
  • the affinity between the target substance and the target substance is derived from electrostatic interaction, ⁇ - ⁇ interaction, ⁇ -force thione interaction or dipole interaction.
  • Silica activated carbon, sulfonic acid group, carboxyl group, jetylaminoethyl group, triethylaminoethyl group, fuel group, argene, cellulose, lysine, polylysine, polyamide, poly (N-isopropylacrylamide) ), Crown ether or cyclic compounds having ⁇ electrons, or functional group derivatives thereof, oxygen conjugates or fluorescent probe conjugates, etc.
  • Alkyl group octadecyl group, octyl group, cyanopyl group or ptyl group or fluorene group, or their functional group derivatives, oxygen conjugate or fluorescent probe conjugate etc.
  • Iminodiacetic acid nickel, nickel ion, nickel-canoide, cobalt, conolto ion, cobalt complex, copper, copper ion or copper complex, or oxygen bonds thereof Combined or fluorescent probe conjugate
  • Affinity acting with the target substance is caused by biochemical interaction B “Example of substance or functional group I with affinity ( biochemical interaction: including interaction with biomolecules) Antigen 'antibody reaction, ligand' receptor binding, hydrogen bond, coordination bond, hydrophobic interaction, electrostatic interaction, ⁇ - ⁇ interaction, ⁇ -cation interaction, dipole interaction and fan (Derwals force, etc.)
  • the term “having affinity” as used herein means that an electrostatic interaction, ⁇ ⁇ , occurs between a target substance and a substance or functional group immobilized on a particle. Substantially means that interaction, ⁇ -cation interaction, dipole interaction, hydrophobic interaction, biochemical interaction, hydrogen bond or coordination bond are brought about. It should be noted that depending on the type of substance or functional group immobilized on the particle body, two or more of the above-mentioned affinity may be combined, and there may be an overlapping substance or functional group in the above classification. I want.
  • the classification is not necessarily limited to the above-described classification, and any substance or functional group may be used as long as it has a function of acting on a target substance and causing the target substance to exist on or near the particle surface. (For example, one having an affinity due to a complementary shape with the target substance is considered).
  • the mode or method for immobilizing the “substance or functional group having an affinity for the target substance” on the surface of the precursor particle is not limited.
  • ⁇ substances or functional groups having affinity for the target substance '' bind to and adhere to the surface of unfixed particles. It can be immobilized by action or absorption.
  • the “substance or functional group having affinity for the target substance” can also be immobilized on the surface of the unfixed particles by using a general particle coating method.
  • the separation method using the particles of the invention will be described in detail:
  • the profitable separation method is a method for separating a target substance from a sample or obtaining particles with a fixed target substance using the particles of the present invention described above.
  • the separation method of the present invention comprises:
  • the sample containing the target substance and the particles of the present invention come into contact with each other, and the particles and the target substance are bound to each other (see FIG. 1 (a)).
  • the sample and the particles are brought into contact with each other by supplying particles to the sample containing the target substance.
  • a stirring process may be performed so that the bonding is promoted.
  • the particles to be supplied can be supplied not as a single particle but as a powder in the form of a plurality of particles having an average size of 1 m to 1 mm as described above.
  • the amount of particles in the powder form provided is determined in relation to the type of sample and separation application, etc., and is not comprehensively identifiable. can, analysis, until gram in research applications (1 0- 2 g ⁇ l 0 3 about g), and the industrial case of using the kilograms (1: L 0 3 about kg) from ton (1 Up to about 10 t).
  • Samples that contain the target substance such as beakers, graduated cylinders, test tubes, microtubes, biochips, chemical chips, ⁇ -TAS chips, etc., are provided so that particles are naturally precipitated in step (ii). It is preferable to use it as it is.
  • the binding between the target substance and the particle is caused by the adsorption force or affinity acting between them. More specifically, an adsorption force or friendly force acts between the “substance or functional group capable of binding the target substance” immobilized on the particle body and the target substance, thereby Particles bind to each other.
  • an adsorption force or friendly force acts between the “substance or functional group capable of binding the target substance” immobilized on the particle body and the target substance, thereby Particles bind to each other.
  • the particles used in the method of the present invention are particles that can suppress non-specific binding of substances other than the target substance to the particles. Therefore, even if the sample contains substances other than the target substance, the target substance can be preferentially bound to the particles.
  • the target substance is, for example, a nucleic acid, a protein (for example, avidin opiop . (Including biotinylated HRP), sugar, lipid, peptide, cell, fungus, bacteria, yeast, virus, glycolipid, glycoprotein, complex, inorganic substance, vector, low molecular weight compound, high molecular weight compound, antibody or antigen, etc. It is.
  • the sample may be, for example, human or animal urine, blood, serum, plasma, semen, B sap, sweat, tears, fl water, amniotic fluid, etc .; human or animal organs Suspension of hair, skin, nails, bone, muscle or nerve tissue, extract, lysate or disrupted solution; stool suspension, extract, lysate or disrupted solution; suspended cell or cultured tissue Suspension, extract, lysate or lysate; virus suspension, extract, lysate or lysate; cell suspension, extract, lysate or lysate; soil suspension, extraction Liquid suspension, extract solution, dissolution solution or destruction solution; food suspension / extraction solution, extraction solution, dissolution solution or destruction solution; drainage, etc.
  • step (ii) the sample provided with the particles is allowed to stand, and the particles of the present invention are allowed to settle spontaneously in the sample (see Fig. 1 (b)). Since the particles used in the method of the present invention have density characteristics and specific surface area characteristics as described above, a relatively fast natural sedimentation rate can be obtained. In other words, not only the greater density of the particles used is, be regarded as a specific surface area of particles 0. 0 0 0 5 m 2 Z g ⁇ l. 0 m 2 g and a relatively small substantially non-porous Therefore, when a particle containing a target substance is subjected to a particle, it is suppressed that a gas such as air is taken into the particle (that is, the gas cannot exist inside the particle. (Effects such as buoyancy caused by gas can be eliminated). As a result, it is possible to obtain a sufficient separation rate by simply allowing the particles to settle naturally.
  • step (iii) the target substance is separated from the sample or the target substance is immobilized by collecting the particles of the present invention precipitated in the sample (see Fig. 1 (c)).
  • the particles precipitated in the sample can be recovered by sucking and removing the supernatant with a pipette or the like. Since the target substance is bound to the collected particles as described above, the target substance is separated from the sample by collecting the particles. In this way, in the method of this effort, the target substance in the sample can be separated, or particles with the target substance immobilized thereon can be obtained.
  • a method for analyzing, extracting, purifying, or reacting the target substance becomes possible.
  • the target substance is injected with the target substance in the form of particles loaded with “antibody capable of binding to target substance” fixed in the chip.
  • the detection target substance is immobilized on the particles in the chip, and the amount of detection target substance is absorbed, chemiluminescent, or fluorescent using an antibody that binds to the detection target substance, such as an enzyme, fluorescent dye, or magnetic substance.
  • the detection target substance can be quantitatively analyzed or qualitatively analyzed.
  • the detection target substance is a nucleic acid
  • the nucleic acid to be detected is immobilized on the particles in the chip, and the amount of the nucleic acid to be detected is detected by absorption, chemical emission, fluorescence, or magnetism.
  • Qualitative analysis is possible. At this time, it may be carried out at the same place or at different places among a plurality of reaction vessels on the chip in each reaction stage.
  • the target substance is injected into the chip particles by injecting the target substance into the chip in a form in which particles fixed with a substance capable of binding to the target substance are loaded in the chip.
  • the target substance can be reacted by mixing, heating, stirring, and irradiating with UV light at various locations on the chip.
  • gravity can be used for movement between a plurality of reaction vessels on the chip or for stirring in each reaction vessel. It is also possible to fix the enzyme or catalyst to the particles and use gravity to enter the reaction system.
  • the attachment method is not particularly limited, and a general particle coating method may be used.
  • a general particle coating method may be used.
  • “substance or functional group capable of binding the target substance” is immobilized on the surface of the particle body, and such polyethylene glycol is present. .
  • the present invention as described above includes the following aspects:
  • First aspect a particle to which a target substance can bind
  • Substance or functional group capable of binding the target substance is immobilized on the surface of the particle body
  • the density of the particles is 3.5 g / cm 3 to 9. O g Z cm 3 ;
  • Second aspect The particle according to the first aspect, wherein the particle has a specific surface area of 0.005 m 2 / g to 1.0 m 2 Z g.
  • the polymer is deposited on a part of the surface of the particle body
  • the polymer covers the entire surface of the particle body
  • Substance or functional group capable of binding the target substance is fixed on the surface of the polymer. Particles characterized by no stabilization.
  • the polymer is polystyrene, poly (meth) acrylic acid, poly (meth) acrylic ester, polyvinylinoate, polyurethane, polyamide, polyacetate butyl, polyvinyl alcohol Particles characterized by being at least one polymer selected from the group consisting of polyarylamine and polyethyleneimine.
  • the particle main body is at least one selected from the group consisting of zirconia (zirconium oxide, yttrium-doped zirconium oxide), iron oxide, and alumina.
  • the average particle size is 1 / im to: L mm.
  • a substance capable of binding a target substance j 1 at least selected from the group consisting of biotin, avidin, streptavidin and neutravidin Particles characterized by being one or more substances.
  • the “functional group capable of binding the target substance” force carboxyl group, hydroxyl group, epoxy group, tosyl group, succinimide group, maleimide group Thiol group, thioether group, disulfide group, aldehyde group, azide group, hydrazide group, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, imide ester group, carposimide group, isocyanate group,
  • a particle comprising at least one functional group selected from the group consisting of a doacetyl group, a halogen-substituted product of a carboxyl group, and a double bond.
  • the silicon-containing substance and / or polyethylene glycol is present on at least a part of the surface of the particle body and / or the surface of the polymer. Particles.
  • Fifteenth aspect In any one of the first to fourteenth aspects described above, by the adsorptive or friendly force acting between the "substance or functional group capable of binding the target substance" and the target substance, A particle characterized in that a target substance can bind to the particle.
  • the affinity acting between the “substance or functional group capable of binding the target substance” and the target substance is an electrostatic interaction, ⁇ - ⁇ mutual Particles characterized by the action, ⁇ -cation interaction, dipole interaction, hydrophobic interaction, hydrogen bond, coordination bond or biochemical interaction.
  • 18th aspect A method for analyzing, extracting, purifying, or reacting a target substance using the method of the 17th aspect.
  • the particles of the present invention can be used for quantification, separation, purification and analysis of target substances such as cells, proteins, nucleic acids or chemical substances.
  • the particles of the present invention can bind nucleic acids such as DNA, and as a result, can be used for DNA analysis, and thus contribute to tailor-made medical technology.
  • the particles prepared in Example 1 are yttrium-doped zirconia particles Pi in which a hydroxyl group is immobilized.
  • yttrium-added zircoyu particles made by Nitsukato Co., Ltd. were prepared.
  • Such particles Pi had a particle size 50 ⁇ ⁇ , specific surface area 0. 02m 2 / g, a density of 6 gZcm 3.
  • 1 g of particles p was dispersed in toluene, and 0.5 g of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600) was obtained from the resulting dispersion.
  • the particles were left in a vacuum desiccator for 4 hours at 50 ° C. After that, the particles p were heated for 1 ⁇ 5 hours in a thermostat at 150 ° C. By this treatment, it was confirmed that the particle p 1 was changed to spherical water and that the particle 1 was coated with 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetracyclohexane.
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C. for 4 hours.
  • the dispersion obtained by supplying 10 ml 1 of ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature.
  • the particles were washed, filtered and dried to obtain yttrium-doped zircouore particles Pi having hydroxyl groups immobilized on the surface. Powerful particles were hydrophilic. The specific surface area of the particles was 0.02 m 2 / g, the density was 6 g / cm 3 , and the particle size was about 50 / xm (particles P
  • the particles prepared in Example 2 are yttrium-doped zirconia particles P 2 having a hydroxyl group immobilized thereon.
  • yttrium-added zirconia particles produced by Nitsukato Co., Ltd. 2 were prepared.
  • the particle P 2 had a particle size of 50 / im and a specific surface area of 0.22 m 2 / gs density of 6 gZ C m 3 .
  • 1 g of particles! 2 is dispersed in water, and a silane coupling agent (KBM-903, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is added to the resulting dispersion to obtain a silane coupling agent on the surface of particle p 2 Was deposited.
  • KBM-903 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the specific surface area of particle P 2 was 0.02 m 2 Zg, the density was 6 g / c 3 , and the particle size was about 50 // m (particle P 2 particle size and zirconia particle p 2 particle size The difference from the diameter is within the measurement error range).
  • the measured saturation magnetization of the particle P 2 was 4.5 A ⁇ m 2 / kg.
  • the particles prepared in Example 3 are yttrium-doped zirconia particles P 3 having a hydroxyl group immobilized thereon.
  • the method for preparing the particles is different from that in Example 1.
  • Jirukoyua particles p 3 made of Nitsukato Corporation.
  • the particles p 3 had a particle size of 50 m, a specific surface area of 0.02 m 2 / g, and a density of 6 gZcm 3 . 10 g of particles! 3 was dispersed in 25 g of pure water, and 3 g of 3-daricidoxypropyltrimethoxysilane having an epoxy group at the end was added to the resulting dispersion and stirred for 4 hours.
  • the dispersion obtained by supplying 10 ml 1 of ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature. And by subjecting the particles to washing 'filtration' drying, water on the surface 3.
  • Yttrium-added zircouore particles ⁇ 3 with immobilized acid groups were obtained. Such particles ⁇
  • the specific surface area of the particle [rho 3 is a 0. 02m 2 /, density 6 g / cm 3, a particle size of about 5 ⁇ (the particle diameter of the particle size and Jirukonia particle [rho 3 particle [rho 3 The difference is within the measurement error range).
  • the particles prepared in Example 4 are yttrium-doped zirconia particles 4 in which a hydroxyl group is immobilized.
  • Examples 1 and 3 differ in the method of particle preparation.
  • yttrium-added karozircoua particles ⁇ 4 manufactured by Nitsukato Co., Ltd. were prepared.
  • the particle ⁇ 4 had a particle size of 50 / zm, a specific surface area of 0.02 m 2 Zg, and a density of eg Zcm 3 .
  • 10 g particles! > 4 was dispersed in 25 g of pure water, and 5 g of tetraoxysilane and 5 g of ammonia water were added to the resulting dispersion and stirred for 4 hours. Thereafter, 3 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane having an epoxy group at the end was added to the dispersion and stirred for 3 hours.
  • the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Oml of 10 wt% ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature. Thereafter, the particles were washed, filtered and dried to obtain yttrium-added zircouore particles P 4 having hydroxyl groups immobilized on the surface.
  • the particles P 4 were hydrophilic.
  • the specific surface area of particle P 4 was 0.02 m 2 Zg, the density was 6 g / cm 3 , and the particle size was about 5 (the difference between the particle size of particle P 4 and the particle size of zircoia particle p 4) Is within the range of measurement error).
  • the particles prepared in Example 5 are yttrium-doped zirconia particles P 5 with avidin immobilized thereon.
  • Jirukoyua particles p 5 made of Nitsukato Corporation.
  • the particle p 5 had a particle size of 50 / xm and a specific surface area of 0.02 m 2 / gs density S gZcm 3 .
  • 10 g of the particle p 5 were dispersed in pure water 25 g, while stirring the resulting dispersion, further addition of 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane down 3 g having an epoxy group to the dispersion at the end Stir for 4 hours.
  • the particles were washed with acetone, and then subjected to vacuum drying to obtain yttrium-doped zirconia particles having an epoxy group.
  • an aqueous solution in which 10 Omg of avidin was dissolved in 10 mM PBS solution (pH 7.2) 2 Oml was provided to 20 Omg of the obtained particles and stirred for one hour. Thereafter, the particles were washed with 1 OmMPBS solution (pH 7.2) and water, and then subjected to vacuum drying to obtain yttrium-added dinoleconia particles P 5 with avidin immobilized thereon.
  • the obtained particle P 5 had a specific surface area of 0.02 m 2 g, a density of 6 g / cm 3 , and a particle size of about 50 jam (the particle size of particle P 5 and the zirconia particles p 5 The difference from the particle size is within the measurement error range).
  • Particles prepared in Example 6 are alumina particles P 6 which avidin is immobilized.
  • the raw material particles and the preparation method are different from those in Example 5.
  • alumina particles P 6 made of Taimei Chemicals were prepared. Powerful particles p 6 had a particle size of 200 ⁇ , a specific surface area of 0.008 m 2 Zg, and a density of 3.6 g / cm 3 . Disperse 1 g of particles p 6 in toluene, and add 0.5 g of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600) to the resulting dispersion. It was. After the dispersion was evaporated to evaporate toluene, the particles were left in a vacuum desiccator at 50 ° C for 4 hours. Was then heated particles p 6 1.
  • the resulting particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 1 Omg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then a dispersion obtained by supplying 1 Oml of 10 wt% ethanolamine to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Next, the particles were subjected to washing, filtration and drying to obtain alumina particles having glacial groups immobilized on the surface. Such particles were hydrophilic.
  • Alumina particles P 6 with avidin immobilized thereon were obtained by subjecting the particles to vacuum drying.
  • the obtained particle P 6 had a specific surface area of 0.008 m 2 nog, a density of 3.6 g / cm 3 , and a particle size of about 200 ⁇ (particle size of particle ⁇ 6 and zirconium oxide particle ⁇ The difference from the particle size of 6 is within the measurement error range).
  • the particles prepared in Example 7 are copper particles 7 on which avidin is immobilized.
  • the raw material particles are different from Example 6.
  • Hitachi Metals copper particles! 7 were prepared. 7 had a particle size of 50 !! 1, a specific surface area of 0.013 m 2 Zg, and a density of 8.9 g / cm 3 . 1 ⁇ particles 7 were dispersed in toluene, and 0.5 g of 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetratrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600) was added to the resulting dispersion. . After evaporation of the dispersion and evaporation of the toluene, the particles were left in a vacuum desiccator for 4 hours at 50 ° C. Was then heated particles p 7 1.
  • the particles were subjected to washing, filtration, and drying to obtain copper particles having hydroxyl groups immobilized on the surface.
  • the profitable particles were hydrated individuals.
  • an aqueous solution in which 10 Omg of avidin was dissolved in 20 ml of 10 mMPB S solution (pH 7.2) was added to 20 Omg of the obtained particles, and the mixture was stirred overnight.
  • 1 OmMPB S solution (pH 7. 2) was added to 20 Omg of the obtained particles, and after the particles were washed with water, by subjecting the particles to vacuum drying to obtain copper particles P 7 which Abijin is immobilized.
  • the specific surface area of the obtained particle P 7 was 0.013 m 2 Zg, the density was 8.9 g / cm 3 , and the particle size was about 50 ⁇ (the particle size of the particle P 7 and the zirconia particle p 7 The difference from the particle size is within the measurement error range). (Example 8)
  • Example 8 The particles prepared in Example 8 are yttrium-added zircoure particles P 8 on which avidin is immobilized.
  • the raw material particles are different from those in Example 6 and Example IV.
  • Example 8 is the same as Example 5 in that the raw material particles are made of yttrium-added zirconia, but Example 8 uses yttrium-added ginoleconia having physical properties different from those of Example 5.
  • Such particles 1> 8 had a particle size of 30 ⁇ , a specific surface area of 0.03 mVgs density, e gZcm 3 .
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid and 0.5 g of light ester made by Kyoeisha Chemical Co. were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C. for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then a dispersion obtained by supplying 1 Owt% ethanolamine 1 Oml to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Next, the particles were subjected to washing, filtration and drying to obtain yttrium-doped zirconia particles having hydroxyl groups immobilized on the surface. Such particles were hydrophilic.
  • the obtained particle p 8 had a specific surface area of 0.03 m 2 Zg, a density of 6 g / cm 3 , and a particle size of about 3 O / xm (the particle size of particle P 8 and the zirconia particles p The difference from the particle size of 3 is within the measurement error range). (Example 9)
  • the particles prepared in Example 9 are yttrium-doped zircouore particles P 9 in which avidin is immobilized.
  • Example 9 uses yttrium-added ginoleconia having physical properties different from those of Examples 5 and 8.
  • yttrium-added zirconia particles 9 manufactured by Nellen Co., Ltd. were prepared. Such particles; 9 had a particle size of 15; um, a specific surface area of 0.04 m 2 / g, and a density of 6 ⁇ ⁇ ⁇ 3 .
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid and 0.5 g of light ester made by Kyoeisha Chemical Co. were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C. for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Oml% ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature. Next, the particles were subjected to washing, filtration, and drying to obtain yttrium-doped zirconia particles P9 having hydroxyl groups immobilized on the surface. Powerful particles were hydrophilic.
  • the specific surface area of the obtained particle P 9 was 0.04 m 2 / g, the density was 6 g / cm 3 , and the particle size was about 15 / m (the particle size of the particle P 9 and the zirconium particles the difference between the particle size of the p 9 within the measurement 3 ⁇ 4m difference range).
  • Example 10 The particles prepared in Example 10 are polystyrene-coated zirconium particles having an epoxy group immobilized thereon. It is. Such particles are characterized in that a polymer is deposited on at least a part of the particle body.
  • the zirconium oxide particles p 10 had a particle size of 30 / zm, a specific surface area of 0.03 m 2 / g, and a density of eg / cm 3 . 3 g of Zircoyu particles p 1.
  • the zirconium oxide particles p 10 had a particle size of 30 / zm, a specific surface area of 0.03 m 2 / g, and a density of eg / cm 3 .
  • 3 g of Zircoyu particles p 1. was dispersed in a water / alcohol mixed solution, 0.13 g of methacrylic xylopyrtrimethoxysilane was added, and the mixture was stirred at 35 ° C. for about 30 minutes. Then, nitrogen was bubbled for 30 minutes, p-sodium styrenesulfonate 0.
  • the particles prepared in Example 11 are polystyrene-coated zirconia particles 1 on which avidin is immobilized. It differs from the particle 0 of Example 10 in that avidin is immobilized instead of the epoxy group.
  • the obtained particle 1 had a specific surface area of 0.05 m 2 Zg, a density of 5.5 g / cm 3 , and a particle size of about 30 / im (the particle size of the particle x and the zirconia particle p The difference from the particle size of 0 is within the measurement error range).
  • the ratio table of the obtained particles P The area is larger than the specific surface area of the raw material particles P 10 , and this is thought to be one of the causes, as in Example 10, because some of the polymers were deposited in a linear manner.
  • the particles prepared in Example 12 are crosslinked polystyrene-coated zircoure particles 2 in which an epoxy group is immobilized.
  • the difference between the particles of Example 10 is that the polystyrene of the deposited polymer ⁇ ⁇ is crosslinked.
  • the particles prepared in Example 13 are polystyrene-coated magnetic zirconia particles 3 having an epoxy group immobilized thereon. Particles of Example 10 in that the particles Pi 3 have magnetism. Is different.
  • yttrium-doped zirconia particles pi 3 manufactured by Nitsukato Co., Ltd. were prepared.
  • the particles p 13 had a particle size of 30 ⁇ , a specific surface area of 0.03 m 2 / g, and a density of 6 g / cm 3 .
  • 1 g of particles p 3 was dispersed in water, the silane cutlet pulling agent to the resultant dispersion (available from Shin-Etsu Chemical Co., KBM-903) depending on the addition of the surface to a silane coupling agent particles p 13 was deposited.
  • particles added by Shipley Farist p d catalyst C ata 1 yst-6 F! Mecky nuclei were generated on the surface of i 3 .
  • Example 10 After washing the resulting particles with 1.2 N hydrochloric acid, a nickel plating layer is formed on the surface of the particles using Okuni Pharmaceutical's nickel plating liquid top Nicolon LPH, and the particles are washed and filtered. It was attached to. Thereafter, the same treatment as in Example 10 was performed to obtain “polystyrene-coated magnetic zircore particles Pl 3 having epoxy groups immobilized thereon.
  • the specific surface area of the obtained particles 3 was 0. .05m 2 Zg had a density of 6.5 g / cm 3 and a particle size of 32 ⁇ .
  • the saturation magnetization of this particle Pi a was measured and found to be 6.5 A ⁇ m 2 / kg.
  • the force that the specific surface area of the obtained particle Pi 3 is larger than the specific surface area of the raw material particle Pi 0 is one of the causes because part of the polymer was deposited in the same manner as in Example 10. Is considered.
  • the particles prepared in Example 14 are yttrium-added zircore particles Pi 4 on which “anti-human CRP monoclonal antibody 6404” is immobilized.
  • yttrium-doped zirconia particles 4 manufactured by Nitsukato Co., Ltd. were prepared.
  • the powerful particles P l 4 had a particle size of 50, a specific surface area of 0.02 m 2 / g, and a density of 6 gZcm 3 .
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 1 Omg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Oml of 10 wt% ethanolamine to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Next, the particles were subjected to washing / filtration / drying to obtain yttrium-doped zirconia particles 4 , having hydroxyl groups immobilized on the surface. Such particles 4 were hydrophilic.
  • Tosicle mouthride was added to the particles 4 'and stirred. The obtained particles were washed to obtain tosyl group active zirconia particles.
  • Anti-human CRP monoclonal antibody 6404 (manufactured by Medix Biotech) was immobilized on the tosyl group-activated zirconia particles.
  • the specific surface area of the particles 4 obtained by the above operation was 0.02 m 2 / g, the density was 6 g / cm 3, and the particle size was 50 m.
  • the particles prepared in Example 15 are yttrium-doped zirconia particles Pi 5 in which a hydroxyl group is immobilized.
  • the method for preparing the particles is different from that in Example 1.
  • yttrium-added zircoyu particles 5 manufactured by Nitsukato Co., Ltd. were prepared.
  • the particle p 15 has a particle size The density was 6 g / cm 3 .
  • 1 g of particles 5 were dispersed in water, and a solution obtained by mixing KBE-402 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with ethanol was added dropwise to the resulting dispersion. Aqueous ammonia was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 10 wt% ethanolamine 1 Om 1 to the particles was stirred at room temperature for 12 hours.
  • Such particles P! 5 was hydrophilic.
  • the specific surface area of particle P 5 was 0.02 in 2 Zg, the density was 6 gZcm 3 , and the particle size was about 5 O / xm (the particle size of particle P 5 and the particle size of zircoyu particles p x 5 The difference is within the measurement error range).
  • the particles prepared in Example 16 are yttrium-doped zirconia particles Pi 6 in which avidin is immobilized on the particles of Example 1.
  • the above-mentioned examples include an example using a silane coupling agent having an epoxy group, but the silane coupling agent has a mercapto group, a functional group having a double bond, and the like. Note that you can use things. ,
  • the particles prepared in Comparative Example 1 are crosslinked acrylic particles having a hydroxyl group immobilized thereon.
  • cross-linked acrylic particles made by Soken Chemical Co., Ltd. were prepared. Powerful particles have a particle size of 30 ⁇ and a specific surface area of 0.03 The density was 1.19 g / cm 3 . 1 g of particles r is dispersed in toluene, and the resulting dispersion is
  • 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-860 0) was added in 1 g. After the dispersion was evaporated to evaporate toluene, the particles were left in a vacuum desiccator for 4 hours at 50 ° C. The particles were then heated for 1.5 hours in a constant temperature bath at 150 ° C. By virtue of the intensive process, the particles r changed to hydrophobic, and we confirmed that the particles were coated with 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetrasiloxane.
  • the resulting particles were dispersed in water and heated to 80 ° C.
  • the obtained dispersion Thus, the addition of Kyoeisha Chemical Co. Lai Toesuteru of 20111 ⁇ of chloroplatinic acid Oyopi 1 g, and stirred for 4 hours at 80 ° C.
  • the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 20 ml 1 of 10 wt% ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature. Thereafter, the particles were subjected to washing, filtration, and drying to obtain crosslinked acrylic particles 1 ⁇ having hydroxyl groups immobilized on the surface.
  • Such particles R 1 were hydrophilic.
  • Particle R 1 has a specific surface area of 0.033 m 2 zog, a density of 1.19 gZcm 3 , and a particle size of about 3 O ⁇ um (particle size of 1 ⁇ and zirconia particles r! The difference from the particle size is the measurement error range ⁇ ).
  • the particles prepared in Comparative Example 2 are porous zeolite particles R 2 in which avidin is immobilized.
  • zeolite particles (HSZ-700) r 2 manufactured by Tosoh Corporation were prepared.
  • the particle r 2 had a particle size of 18 m, a specific surface area of 170 m 2 Zg, and a density of 2.3 g / cm 3 .
  • 1 g of the particles r 2 were dispersed in toluene, and to the resulting dispersion I, 3, 5, 7 - tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., LS- 86 00) was added 2 g.
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 2 Omg of chloroplatinic acid and 2 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C for 4 hours. Then, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Owt% ethanolamine 2 Om 1 to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Thereafter, the particles were washed, filtered and dried to obtain porous zeolite particles r 2 having hydroxyl groups immobilized on the surface. Such particles r 2 was hydrophilic.
  • the particles prepared in Comparative Example 3 are silica particles R 3 with avidin immobilized thereon.
  • the raw material particles are different from those of Comparative Example 2.
  • silica particles r 3 made of two Tsu Pung techno cluster.
  • the particles r 3 had a particle size of 3.0 ⁇ 111, a specific surface area of 1.2 m 2 Zg, and a density of 1.96 gZcm 3 .
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C. for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 10 ml of 10 wt% ethanolamine to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Then, by subjecting the particles to wash 'filtration' drying, hydroxyl group to obtain a silica particle silica particles r 3 which is immobilized on the surface. Such particles r 3 was found to be hydrophilic.
  • an aqueous solution in which 10 Omg of avidin was dissolved in 20 ml of 10 mMPB S solution (pH 7.2) was added to 20 Omg of the obtained particles, and stirred for a while. Thereafter, the particles were washed with 1 OmMPBS solution (pH 7.2) and water, and then subjected to vacuum drying to obtain Siri-force particles R 3 with avidin immobilized thereon.
  • the resulting particle R 3 had a specific surface area of 1.2 m 2 Zg, a density of 1.96 g / cm 3 and a particle size of about 3.0 // m (the particle R 3 the difference between the particle size of the zirconyl two ⁇ particles r 3 is in the range of measurement error).
  • the particles prepared in Comparative Example 4 are tandasten particles R 4 in which avidin is immobilized.
  • the raw material particles are different from those of Comparative Examples 2 and 3.
  • tungsten particles r 4 made of Hitachi Metals. Powerful particles r 4 particles-diameter 100 , Density 1 9. 1 ⁇ 70111 3 g 1 g particles! ⁇ 4 was dispersed in toluene, and 0.5 g of 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600) was added to the resulting dispersion. After the dispersion was evaporated to evaporate toluene, the particles were left in a vacuum desiccator at 50 ° C for 4 hours. Thereafter, the particles were heated in a thermostat at 150 ° C for 1.5 hours. By such processing, the particles r 4 is changed to hydrophobic, particles r 4 is 1, 3, 5, 7 - to confirm that coated with tetramethylcyclotetrasiloxane.
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid opiate 0.5 g of Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Light ester was added and stirred at 80 ° C for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Ow ° / o ethanolamine 1 Oml to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Then, by subjecting the particles to washing. Filtered 'drying, hydroxyl groups on the surface to obtain a tungsten particles r 4 immobilized. Forces hunt particles r 4 was found to be hydrophilic.
  • the obtained particle R 4 had a specific surface area of 0.003 m 2 Zg, a density of 19.1 g / cm 3 , and a particle size of about 100 jum (the particle R 4 particle size and zirconia particles the difference between the particle size of the r 4 is the measurement 3 ⁇ 4m difference range).
  • Particles prepared in Comparative Example 5 is a zirconate Your particles R 5 with avidin with immobilized porous structure.
  • the raw material particles are different from those of Comparative Examples 2 to 4.
  • ZirChrom porous zirconia particles (ZirChrom-PHASE) r 5 were prepared.
  • the particle r 5 had a particle size of 25 / zm, a specific surface area of 30 m 2 Zg, and a density of 6 gZ cm 3 . Disperse 1 g of particles r 5 in toluene and
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 10 mg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C. for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by applying 10 ml of 1 Owt% ethanolamine to the particles was stirred for 12 hours at room temperature. Next, wash the particles.
  • the particles prepared in Comparative Example 6 are porous Siri force particles R 6 in which avidin is immobilized.
  • the raw material particles are different from those of Comparative Examples 2 to 5.
  • porous silica particles (SanSweair L-121) r 6 manufactured by Asahi Glass S-Itech were prepared.
  • the particle r 6 had a particle size of 11.5 m, a specific surface area of 336 m 2 / g, and a density of 2. O gZcm 3 .
  • 1 g of particles r 6 are dispersed in toluene, and 1, 3, 5, 7-tetramethylolcyclotetrasiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600) is added to the resulting dispersion.
  • 1, 3, 5, 7-tetramethylolcyclotetrasiloxane manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS-8600
  • the particles were left in a vacuum desiccator for 4 hours at 50 ° C. Thereafter, the particles were heated in a thermostat at 150 ° C for 1.5 hours. It was confirmed that the particle r 6 changed to hydrophobicity by the intensive treatment, and the particle r 6 was coated with 1, 3, 5, 7-tetramethylcyclotetracyclohexane.
  • the obtained particles were dispersed in water and heated to 80 ° C. 1 Omg of chloroplatinic acid and 0.5 g of Kyoeisha Chemical Light Ester were added to the resulting dispersion and stirred at 80 ° C for 4 hours. Next, the particles were washed with water, and then the dispersion obtained by supplying 1 Owt% ethanolamine 1 Om 1 to the particles was stirred at room temperature for 12 hours. Then, by subjecting the particles to washed, filtered and dried to obtain a porous silica particles r 6 avidin on the surface is fixed. Such particles r 6 was hydrophilic.
  • Particles prepared in Comparative Example 7 is a cross-linked acrylic particles R 7 in which the epoxy group is immobilized. This is different from Comparative Example 1 in terms of the functional group to be immobilized.
  • a cross-linked acrylic particles r 7 manufactured by Soken Chemical & Engineering Co., Ltd..
  • the powerful particles r 7 had a particle size of 30 zm, a specific surface area of 0.03111 2 8 and a density of 1. lO gZcm 3 . 10 g of the particle r 7 were dispersed in pure water 25 g of relative resulting dispersion, were added and stirred 3 Dali Sid trimethoxysilane 3 g having an epoxy group at the terminal 4 hours. Then, by subjecting the particles to wash 'filtration' drying, epoxy group was obtained immobilized crosslinked acrylic particles R 7 on the front surface.
  • the resulting specific surface area of the particles R 7 a 0 ⁇ 03 m 2 / g, density of 1. 19 / cm 3, the particle size of a particle size of about 3 0 mu m (particles R 7 and Atariru the difference between the particle size of the particles r 7 measurement error within range).
  • the force Cal particles R 7 was hydrophilic.
  • the particles prepared in Comparative Example 8 were porous zeolite particles R with avidin immobilized.
  • zeolite particles (HSZ-700) r 8 manufactured by Tosoh Corporation were prepared.
  • the particle r 8 had a particle size of 18 / xm, a specific surface area of 17 Om 2 / g, and a density of 2.3 g / cm 3 .
  • the 10 g of the particle r 8 were dispersed in pure water 25 g, and against the dispersion obtained was stirred with addition of 3-Dali Sid alkoxy prop Honoré trimethoxysilane 3 g having an epoxy group at the terminal 4 hours . Then, depending on subjecting the particles to washed, filtered and dried, epoxy groups on the surface to obtain a porous Zeoraito particles r 8 immobilized.
  • the Power Chikararu particles r 8 was hydrophilic. Subsequently, 10 Omg of avidin was dissolved into 20 ml of 1 OmMPB S solution (pH 7.2) to 20 Omg of the obtained particles. ⁇ Added aqueous solution and stirred for 1 B. After washing the particles with 10 mM PBS solution (p H 7. 2) and water, by subjecting the particles to vacuum drying to obtain Jirukoyua particles R 8 where completion avidin is immobilized.
  • the obtained particle R 8 had a specific surface area of 170 m 2 / g, a density of 2.3 gZcm 3 , and a particle size of about 18 ⁇ (the particle size of the particle R 8 and that of the Atalinole particle r 8 The difference from the diameter is within the measurement error range).
  • This particle R 9 is prepared by adding anti-human CRP monoclonal antibody 6404 (Medix Biotech) to Dyn abeads M-280 To sylactivated particle (Dynal), stirring, washing with magnetic separation, and anti-human CRP monoclonal.
  • Antibody 6404 manufactured by Medix Biotech
  • the anti-human CRP monoclonal antibody 6404 was immobilized on the particle surface based on the color developed by the HRP-Rabbit-Anti 1 Mo use IgG2a secondary antibody.
  • the obtained particle R 9 had a specific surface area of 6 m 2 Zg, a density of 1.3 g / cm 3 , and a particle size of 2.8 ⁇ .
  • the natural sedimentation rate of the particles of the high density example is generally ⁇ 1
  • the separation speed of the particles of the present invention is faster than the separation speed of the particles of the comparative example, and the target substance can be separated from the sample faster by using the particles of the present invention.
  • the particle separation speed can be increased for magnetic particles by performing magnetic separation operation in addition to natural sedimentation.
  • Confirmation test of surface condition of raw material particles >>
  • Example 1 The surface state of the raw material particles used in Example 1 and Comparative Example 6 was observed using a Hitachi scanning electron microscope (SEM, model S-4500). The results are shown in Figs. A electron microscopic photograph of Ittoriumu added Jirukonia particles pi used in FIG 2 and Figure 3 Example 1, Ru micrographs der porous silica particles r 6 Figure 4 and 5 were used in Comparative Example 6 . As is clear from FIGS. 2 to 5, the particles of Example 1 are non-porous particles, and the particle surface is smooth with no irregularities, whereas the particles of Comparative Example 6 are porous particles. As a result, the surface irregularities are greatly bumpy.
  • the specific surface area is significantly different, that is, the specific surface area of the particles of the present invention is smaller. 2 and 3, it can be understood that the particle of the present invention “the particle body does not have a through hole”. ⁇ Specificity of particles ⁇ Confirmation test for non-specific binding properties>
  • Example 5 and Example 11 Particles P 5 and Particles P ii, P 6 obtained in 1 and Particles R 2 , Particles R 4 , Particles R obtained in Comparative Examples 2, 4, 5, 6 and 8 5, using a particle R 6 and particles R 8, confirming the specificity 'non-specific binding properties of the particles (P 5, P lls P 16 , R 2, R 4 s R 5, R 6, a).
  • the target substance two kinds of substances, HRP and piotinylated HRP, were used (both enzyme activities are substantially equivalent).
  • Avidin immobilized on the particle specifically binds to biotinylated HRP, but not specifically to HRP.
  • piotinylated HRP binds specifically (preferentially) to the particles, while HRP can be adsorbed on the pore region of the particles and binds nonspecifically to the particles.
  • the particle 5 charged in each tube was washed with 400 ⁇ l of 1 OmMP BS buffer (pH 7.2) and centrifuged. This washing and centrifugation was performed 4 times. After removing PBS buffer ( ⁇ 7. 2), by standing by adding 200 mu 1 of ⁇ the respective tubing that contains particles [rho 5 (tetramethylbenzidine) 30 minutes, the particle [rho 5 The color was developed. Then, 200 ⁇ 1 of 1N sulfuric acid was added to stop the reaction. Then, the absorbance (450 nm) was measured with a TE CAN plate reader Infinite 200 to determine the color development amount of the particles P 5 charged in each tube.
  • the particles of the present invention can obtain a sufficient separation speed only by the moving speed by natural sedimentation. At the same time, it was found that non-specific binding of substances other than the target substance can be suppressed. Further, from the “confirmation test of the surface state of the raw material particles”, it was confirmed that the particles of the present invention are non-porous particles and that the “particle body does not have through holes” — ''

Abstract

本発明の粒子は、標的物質が優先的に結合でき、標的物質以外の物質の結合が抑えられた高密度粒子である。本発明の粒子は、標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が粒子本体の表面に固定化されており、粒子の密度が3.5g/cm3~9.0g/cm3であり、また、粒子本体が貫通孔を有さないことを特徴とする。また、本発明の粒子は、その比表面積が0.0005m2/g~1.0m2/gとなっている点でも特徴を有する。

Description

機能性粒子およびそれを用いた標的物質の分離方法 技術分野
本発明は、 標的物質の分離、 固定化、 分析、 抽出、 精製、 反応などに適した機 能性粒子に関する。 また、 本発明は、 力かる粒子を用いて標的物質を処理する方 法にも関する。
明 背景技術 細 1
細胞、 蛋白質、 核酸または化学物質等の標的物質の定量、 分離、 精製および分析 書
等の生化学用途に利用される機能材として、 特定の標的物質と特異的に結合また は反応する複合粒子が従来より知られている (特許文献 1 :特開平 4一 5 0 1 9 5 6号公報) 。 力、かる複合粒子は、 磁性を帯びており、 例えば非磁性のビーズ中 に磁性体材料を含ませることによって形成される。 標的物質の分離に際しては、 まず、 標的物質が含まれる試料中に複合粒子を供し、 複合粒子の表面に標的物質 を結合させる。 次いで、 磁場の印加により複合粒子を移動させて集合'凝集させ、 その後、 集合'凝集した複合粒子を回収することによって、 複合粒子に結合した 標的物質を回収している。 このような磁場または磁気を用いた手法 (以下では 「磁気分離法」 または単に 「磁気分離」 とも呼ぶ) は、 遠心分離法、 カラム分離 法または電気泳動法などの手法に比べて、 少量の試料に対しても実施でき、 また、 標的物質を変性させずに短時間で実施できる特徴を有している。 しかしながら、 用いる複合粒子の密度が 1 . 0 § ^ 1113〜3 . 4 g Z c m3と小さいので、 複 合粒子を効率的に凝集させにくいものであった。 このように複合粒子の密度が比 較的小さい理由は、 密度の低い樹脂やシリカを母材とし、 その内部に磁性粉材料 を分散させて複合粒子化しているからである。 つまり、 複合粒子の密度は磁性粉 材料の量に依存することになるところ、 磁化量から計算すると磁性粉材料の含率 は高々 2 0重量%程度にすぎず、 複合粒子の密度は母材の低い材料密度に近レ、値 となっている。 一方、 密度の大きいジルコユア粒子を使用している例が特許文献 2 (特開平 9一 5 0 3 9 8 9号公報) に記載されているものの、 特許文献 2に記載されているジ ルコユア粒子は、 三次元内部貫通ネットワーク (即ち、 貫通孔) を持つ多孔質か ら成るものであり、 標的物質の分離に際して非特異結合が生じやすい。 即ち、 標 的物質以外の物質が粒子に結合しゃすく、 所望の標的物質を優先的に粒子に結合 させて分離することが困難であるといえる。 また、 特許文献 2に記載されている ジルコユア粒子は、 多孔質であるために、 かかる粒子を、 標的物質を含んだ試料 に供する際に空気などの気体が粒子内に取り込まれてしまう。 その結果、 取り込 んだ気体の浮力などが作用して試料中で粒子を移動 ·凝集させにくくなるといえ、 標的物質の分離にとっては好ましくない (即ち、 標的物質の分離に要する時間が 長くなってしまう) 。 発明の開示
本発明は、 上記事情に鑑みて為されたものである。 つまり、 本発明の課題は、 粒子の移動 ·凝集の点おょぴ非特異結合の点で標的物質の分離に好ましい粒子を 提供することである。 また、 力かる粒子を用いて標的物質を分離する方法または 標的物質が固定化された粒子を得る方法を提供することも本発明の課題であり、 更には、 本発明の粒子を用いた標的物質の分析、 抽出、 精製または反応を行う方 法を提供することも本努明の課題である。 '
上記課題を解決するため、 本発明は、 標的物質が結合できる粒子であって、
「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 が粒子本体の表面に 固定化されており、
粒子の密度が 3 . 5 g / c ni 3〜9 . O gZ c m3であり、 また
粒子本体が貫通孔を有さないことを特徴とする粒子を提供する。
本発明の粒子は、 その表面に、 「標的物質を結合させることが可能な物質また は官能基」 が固定化されている。 換言すれば、 「標的物質と結合する物質または 官能基」 が固定化されている。 従って、 標的物質と粒子とを共存させると、 標的 物質が粒子に結合することができるので、 標的物質の分離、 精製または抽出など の種々の用途に対して本発明の粒子を用いることができるだけでなく、 更にはテ 一ラーメード医療技術の用途に対しても本発明の粒子を用いることができる。 こ こで、 「標的物質」 とは、 分離のみならず、 抽出、 定量、 精製または分析などの 種々の対象になり得る物質を実質的に意味しており、 粒子に直接的または間接的 に結合できるものであれば、 いずれの種類の物質であってもかまわない。 具体的 な標的物質として、 例えば、 核酸、 蛋白質 (例えばアビジンおよぴビォチン化 H R Pなども含む) 、 糖、 脂質、 ペプチド、 細胞、 真菌、 細菌、 酵母、 ウイノレス、 糖脂質、 糖蛋白質、 錯体、 無機物、 ベクター、 低分子化合物、 高分子化合物、 抗 体または抗原等を挙げることができる。 本発明の粒子は、 このように種々の標的 物質の分離、 精製、 抽出もしくは分析に用いることができる点で、 種々の機能を 奏するものといえる。 従って、 本発明の粒子は 「機能性粒子」 と呼ぶことができ る。
本発明の粒子は、 密度が 3 . 5 g Z c m 3〜9 . 0 g Z c m3であり、 標的物 質の分離に一般的に用いられる粒子よりも密度 (または比重) が大きいという特 徴を有している。 また、 本発明の粒子は、 粒子本体に貫通孔が形成されておらず、 多孔質の形態でないという特徴も有している。 このため、 一般的に、 粒子の比表 面積が 0. 0 0 0 5 m2/ g〜l . 0 m2Z gと比較的小さくなつている。
尚、 本明細書において、 「粒子本体が貫通孔を有さない」 とは、 粒子本体が実 質的に中実であり、 粒子が内部貫通ネットワーク構造を有さないことを意味して いる。 即ち、 本明細書にいう 「粒子本体が貫通孔を有さない」 とは、 「粒子本体 または粒子本体コア部が中実である」 、 「粒子表面が凹凸状になっていても、 凹 部が粒子内部にまで存在しない」 、 及び 「一般的な多孔質粒子と比べた場合、 か さ密度がより大きいこと」 と同義である。
本発明では、 上述の粒子を用いた標的物質の分離方法も提供される。 かかる分 離方法は、 上述したような本発明の粒子を用いて、 試料中から標的物質を分離す る方法であり、 以下に示す工程を含んで成る:
( i ) 標的物質を含んで成る試料と本発明の粒子とを接触させ、 粒子と標的物質 とを結合させる工程;
( i i ) 試料を静置に付して、 試料中で粒子を自然沈降させる工程;および ( i i i ) 試料中で沈殿した粒子を回収することによって、 標的物質を試料から 分離する工程。
本発明の方法は、 標的物質が結合した粒子を自然沈降によって集合 ·凝集させ るという特徴を有している。 即ち、 本発明の方法は、 粒子の移動 '凝集に磁場ま たは磁気を用いておらず、 粒子の自然沈降のみで標的物質を分離する特徴を有し ている。 このように、 粒子の自然沈降のみで標的物質を分離できるのは、 粒子の 自然沈降速度が従来よりも速くなっているからである。
本発明の粒子は、 密度が 3 . 5 § ^ 1113〜9 . 0 g Z c ni 3と大きいだけで なく、 貫通孔を有しておらず、 比表面積が 0 . O O O
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O m2/ gと比較的小さくなつているので、 遠心分離法および磁気分離法を用いなくても、 粒子の自然沈降による移動速度だけで十分な分離速度が得られる効果を有してい る。 換言すれば、 本発明の粒子は、 密度のみならず比表面積の点でも自然沈降に 好ましい粒子となっている。 「比表面積」 に関して説明すると、 比表面積が大き い多孔質粒子の場合には、 粒子内部に間隙部が多いので、 標的物質を含んだ試料 に粒子を供する際に空気などの気体が粒子内部に取り込まれた状態となり、 結果 的に、 取り込んだ気体の浮力などが作用して沈降速度が遅くなり得るが、 本発明 の粒子は、 貫通孔を有しておらず、 比表面積が 0 . 0 0 0 5 m2/ g〜l . O m V gと実質的に非多孔質であるために、 そのような不利な気体の影響を排除す ることができる。
本明細書において 「自然沈降」 とは、 重力の作用を受けて粒子が液体中を沈降 することを指している。 また、 本明細書において 「分離」 とは、 核酸、 蛋白質、 糖、 脂質、 ペプチド、 細胞、 真菌、 細菌、 酵母、 ウィルス、 糖脂質、 糖蛋白質、 錯体、 無機物、 ベクター、 低分子化合物、 高分子化合物、 抗体または抗原等の標 的物質を含んだ試料 (例えば、 ヒト又は動物の尿、 血液、 血清、 血漿、 精液、 唾 液、 汗、 涙、 腹水、 羊水等の体液;ヒト又は動物の臓器、 毛髪、 皮膚、 爪、 骨、 筋肉又は神経組織等の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;便懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;培養細胞又は培養組織の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎 液; ウィルスの懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;菌体の懸濁液、 抽出液、 溶 解液又は破砕液;土壌懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;植物の懸濁液、 抽出 液、 溶解液又は破砕液;食品■加工食品懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;排 n
5 水等) 力 ら標的物質を分離することを指しており、 より具体的には、 試料中に含 まれる標的物質を粒子に結合させた後、 標的物質が結合した粒子を移動させるこ とによって標的物質を試料から選別することを実質的に意味している。 そして、 「分離速度」 とは、 標的物質が結合した粒子が試料中を移動する速度を実質的に 指しており、 自然沈降に対して用いる場合では粒子の沈降速度を実質的に意味し ている。 分離速度が大きい場合では、 試料から標的物質を分離するのに要する時 間が短くて済むことになる。 なお、 本発明の粒子が磁性を有する場合には、 磁場 の印加によって、 分離速度を付加的に大きくできることを理解されよう。
本発明の粒子は、 自然沈降させるだけでも十分な分離速度を得ることができる ので、 本発明の粒子を用いると、 複雑な機構を用いずに標的物質の分離、 固定化、 分析、 抽出、 精製または反応などを行うことができる。 換言すれば、 本発明の粒 子を用いると、 標的物質の分離、 固定化、 分析、 抽出、 精製または反応を行う簡 易なシステムが得られることになる。 尚、 本発明の粒子は、 そのようなシステム の小型化またはチップ化にとっても有効である。
ここで、 本発明の粒子は、 密度が大きいだけでなく、 比表面積が 0 . 0 0 0 5 m2Z g〜l . 0 m2Z gと比較的小さく、 実質的に非多孔質とみなすことがで きるので、 標的物質以外の物質が粒子に結合する非特異結合を抑えることができ る。 換言すれば、 粒子の非多孔質に起因して、 標的物質以外の物質が吸収 ·吸着 され得る粒子細孔または粒子表面が少なく又は実質的に存在せず、 標的物質以外 の物質が粒子に結合することを抑制することができる。
このように、 本発明の粒子は、 非特異結合を抑えることができるので、 簡易な 操作だけで、 効率よく標的物質の精製や分離を実施することができる。
尚、 本発明の粒子の本体表面にはポリマーが被着していてもよい。 この場合、 その被着しているポリマー (以下では 「被着ポリマー」 ともいう) の表面に 「標 的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 を固定化させることができ る。 これによつて、 「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 を 粒子本体に共有結合させることが困難な場合であっても、 「標的物質を結合させ ることが可能な物質または官能基」 を粒子表面に固定化できる。 また、 粒子本体 表面に固定化された 「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 力 s、 c
6 種々の使用条件下の用途において粒子本体表面から分離してしまうことが懸念さ れる用途では、 「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 を被着 ポリマーに固定化させることによって粒子本体からの分離を防止することができ る。 また、 被着させるポリマーとして、 各種分子または金属イオン等が透過しに くいポリマーを選択すると、 粒子本体表面または粒子内部からの金属イオン (即 ち、 粒子の構成成分たる金属のイオン) の溶出を抑えることができ、 粒子の種々 の用途において金属ィオン等に起因した不要な反応を抑えることもできる。
本発明の分離方法で用いる粒子は、 上述したように、 密度が大きいだけでなく、 本樂明の粒子の比表面積が 0 . 0 0 0 5 m2/ g〜l . O n^Z gと比較的小さ く実質的に非多孔質とみなすことができる粒子である。 その結果、 標的物質を含 んだ試料に粒子を供する際に空気などの気体が粒子內部に取り込まれた状態とな ることが抑制され、 自然沈降させるだけでも十分な分離速度を得ることができる。 更に、 本発明の分離方法で用いる粒子は、 上述したように、 「標的物質以外の物 質が粒子に結合する非特異結合」 を抑えることができる粒子である。 従って、 本 発明の分離方法では、 試料中に標的物質以外の物質が含まれていても、 標的物質 を優先的に粒子に結合させることができ、 標的物質を効率よく分離することがで さる。 図面の簡単な説明 - : - 図 1は、 本発明の方法の工程を模式的に示した図である。
図 2は、 実施例 1の原料粒子である非多孔質のィットリゥム添加ジ /レコニァ粒 子!) の写真である。
図 3は、 実施例 1の原料粒子である非多孔質のィットリゥム添加ジノレコ-ァ粒 子 p!の表面拡大写真である。
図 4は、 比較例 6の原料粒子である多孔質シリカ粒子 r 6の写真である。
図 5は、 比較例 6の原料粒子である多孔質シリカ粒子 r 6の表面拡大写真であ る。
尚、 図面中、 参照番号は次の要素を意味する:
1…本発明の粒子、 2…標的物質、 3…標的物質以外の物質、 4…試料。 発明を実施するための最良の形態
以下では、 まず、 本発明の粒子を詳細に説明し、 その後、 本発明の分離方法を 説明する。
本発明の粒子は、 標的物質の分離に好適な密度を有している。 即ち、 ヒト又は 動物の尿、 血液、 血清、 血漿、 精液、 唾液、 汗、 涙、 腹水、 羊水等の体液; ヒト 又は動物の臓器、 毛髪、 皮膚、 爪、 骨、 筋肉又は神経組織等の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;便懸濁液、 抽出液、 溶解液文は破碎液;培養細胞又は培養組 織の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;ウィルスの懸濁液、 抽出液、 溶解液又 は破碎液;菌体の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;土壌懸濁液、 抽出液、 溶 解液又は破砕液;植物の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;食品■加工食品懸 濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;排水等の試料に粒子を分散させた際に粒子の 沈降速度が比較的大きくなるような密度を粒子は有している。 粒子の密度が 3. 5 g/cm3よりも小さくなると、 自然沈降のみによる粒子の移動速度が実用上 好ましくない一方、 粒子の密度が 9. 0 gZcm3よりも大きくなると、 標的物 質を結合させる際に行う攪拌にとって好ましくない。 従って、 本発明の粒子の密 度は、 3. 5 g/cm3〜9. O gZcm3であり、 より好ましくは 5. 0 g/ cm3〜8. 0 g/cm3であり、 更に好ましくは、 5. 5 g/cm3〜7. 0 g Z cm3である。 ここで、 本明細書にいう 「密度」 とは、 物質自身が占める体積 だけを密度算定用の体積とする真密度を意味しており、 製真密度測定装置ウルト ラビタノメーター 1000 (ュアサアイォ-タス社製) を使用することによって 求めることができる。
本発明の粒子の好ましい比表面積は、 0. 0005m2Zg〜: L. Om2Zg であり、 より好ましくは 0. 005m2Zg~0. 5m2Zgであり、 更に好ま しくは 0. 0 lm2/g〜0. 2m2Zgであり、 例えば、 0. 0 lm2/g~0.
05m2Zgである。 従って、 本 明の粒子は、 実質的に非多孔質とみなすこと ができ、 標的物質以外の物質が粒子に結合する可能性 (即ち、 「非特異結合の可 能性」 ) が抑えられている。 これは、 標的物質の分離精度が向上することを意味 している。 また、 本発明の粒子は、 実質的に非多孔質であり、 貫通孔 (即ち、 内 0
o 部貫通ネットワーク構造) などを有していないので、 標的物質を含んだ試料に粒 子を供する際に空気などの気体が粒子内部に取り込まれることが抑制され、 自然 沈降させるだけでも十分な分離速度を得ることができる。
なお、 本明細書にいう 「比表面積」 は、 比表面積細孔分布測定装置 S A 3 1 0 0 (コールター社製) を使用することによって求めた比表面積である。
本発明の粒子は、 上述したように、 自然沈降させるだけでも十分な分離速度を 得ることができるものである。 つまり、 標的物質を含んだ試料中において粒子の 自然沈降速度は速くなっている。
粒子本体の材質は、 本発明の粒子が、 上述のような密度および比表面積を有す ることになるのであれば、 特に限定されるものではない。 好ましくは、 粒子本体 は、 金属または金属酸化物から形成されており、 例えば、 ジルコユア (酸化ジル コ-ゥム、 イットリウム添加酸化ジルコユウム) 、 酸化鉄、 アルミナ、 -ッケル、 コノ レト、 鉄、 銅およびアルミニウムから成る群から選択される少なくとも 1種 以上の材料から形成されている。
本発明の粒子は、 磁性を帯びていることも有効である。 (以下、 磁性を帯びて いる本発明の粒子を 「磁性粒子」 とも呼ぶ) 。 なぜなら、 粒子の自然沈降に対し て磁気分離操作を補助的に行うことができるからである。 その結果、 粒子をより 速く移動させることができ、 標的物質 (より具体的には 「粒子に結合した標的物 質」 ) をより短時間で分離することが可能となる。 また、 磁気で粒子を特定の部 分に集めたり固定することにより、 ピペッティングやデカンテーシヨンを容易に 行うことができる。
尚、 粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける場合では、 被着ポリマーに磁性を 付与することは通常難しいため、 粒子本体に磁性を帯びたものを使用することが 好ましい。
磁性粒子の本体の材質は、 粒子が磁性を帯びることになる限り、 特に限定され るものではない。 例えば、 磁性粒子の本体は、 遷移金属および鉄を含んで成るガ 一ネット構造の酸化物、 フェライト、 マグネタイトならびに γ—酸化鉄から成る 群から選択される少なくとも 1種以上の鉄酸化物から形成されることが好ましい。 あるいは、 磁性粒子の本体が、 エッケル、 コバルト、 鉄およびそれらの金属を含 g んで成る合金から成る群から選択される少なくとも 1種以上の金属材料を含んで 成るものであってもよい。 ここで 「遷移金属および鉄を含んで成るガーネット構 造の酸化物」 とは、 一般的に Y I Gと呼称されるもので、 例えば、 Yg F e s O i 2の組成式で表される化合物やこの化合物の Yの一部をビスマスで置換した B i xY3-x F e 501 2 ( 0 < X < 3 ) を挙げることができる。
別法にて、 磁性粒子は、 磁性を帯びていない粒子を磁性物質で被覆することに よって形成してもよく、 あるいは、 磁性を帯ぴていない粒子に磁性物質を単に被 着させることによつて形成してもよい。 磁性物質の被覆および被着に際しては、 無電解めつき法、 電気めつき法、 スパッタリング法、 真空蒸着法、 イオンプレー ティング法または化学蒸着法などを用いることができる。 なお、 ここでいう 「磁 性を帯ぴていない粒子」 とは、 例えば、 ジノレコニァ (酸化ジルコニウム、 イット リゥム添加酸化ジルコニウム) またはアルミナ等から成る密度の高い粒子が挙げ られる。 また、 高密度の磁性物質の比率を高くする場合には、 より密度の低い、 アルミニウム、 シリカ、 樹脂等から成る粒子も使用できる。 被覆または被着に用 いる 「磁性物質」 としては、 上述の磁性を有する粒子の材質と同様、 フェライト、 マグネタイト、 τ /—酸化鉄、 または、 遷移金属および鉄を含んで成るガーネット 構造の酸化物などの鉄酸化物を挙げることができるだけでなく、 ニッケル、 コバ ルト、 鉄、 または、 それらの金属を含んで成る合金も挙げることができる。
' 磁性物質を被覆または被着させることによって磁性粒子を得る場合、 粒子表面 に形成される磁性物質被膜の量が少なすぎると、 粒子の磁化の値が小さくなり、 磁気分離に際して好ましくない。 従って、 磁性物質被膜の体積が、 粒子 (磁性物 質被膜を含んだ粒子) の体積に対して 5 %以上であることが好ましい。 磁性物質 被膜の厚さは、 粒子 (磁性物質被膜を含んだ粒子) の直径に対して 1 . 7 %以上 の厚さとなることが好ましい。 ちなみに、 磁性物質被膜を 「磁性を帯ぴていない 粒子」 に供する態様のみならず、 「磁性を帯びていない粒子」 の内部に磁性物質 を含ませる態様も考えられる。
磁性粒子の磁気特性としては、 例えば 「飽和磁化」 および 「保磁力」 がある。 一般に、 飽和磁化の値が大きいほど磁界に対する粒子の応答性が向上する。 ここ で、 本発明のような密度が比較的大きい粒子に対して磁性をもたすには、 磁性を 帯びていない粒子の表面もしくは内部に磁性物質を供する必要がある。 ここで、 磁性物質は磁性を帯びていない粒子よりも密度が小さいために、 供する磁性物質 の量を制限することによって、 必要な密度を維持しなければならない。 また、 粒 子本体に非磁性のポリマーを被着させる場合には、 磁性物質のみから粒子が成る 場合よりも大きい飽和磁ィヒを得ることは現実的に困難である。 以上より、 85 A■ m2/k gよりも大きい飽和磁化を得ることは実際には困難といえる。 その 一方で、 飽和磁化が 0. SA ' n^Zk gよりも小さいと磁界に対する粒子の応 答性が必要以上に低下するために好ましくない。 従って、 本発明の粒子の飽和磁 化量は、 好ましくは 0. 5 A■ m2/k g〜85 A · m2Zk g (0. 5 emu Zg〜85 emuZg) であり、 より好ましくは 3 A · m2Zk g〜; L 0 A ' m
2/k g (3 emu/g~10 emu/g) であり、 例えば 4 A · n^Zk g〜 7 A - m2/k g (4 emu/g-7 emu/g) である。 また、 一般に、 保磁 力の値が大きくなると、 粒子は凝集し易くなる。 しかしながら、 保磁力の値が大 きすぎると凝集作用が強くなりすぎ、 粒子が分散しなくなるので、 標的物質を結 合させる点で好ましくない。 そのため、 保磁力は、 好ましくは、 OkAZn!〜 2 3KA/m (0〜300エルステッド) であり、 より好ましくは 0 k AZm〜 1 5. 95 k A/m (0〜200ェルステツド) であり、 更に好ましくは O k AZ m〜7. 97k A/m ( 0〜 100エノレステッド) である。
本明細書でいう '「飽和磁化」 および 「保磁力」 の値は、 振動試料型磁力計 (東 英工業製、 型式 VSM— 5) を用いて測定される値である。 具体的には、 「飽和 磁化」 の値は、 797 k A/m (10キロエルステツド) の磁界を印加した際の 磁ィ匕量から求められる値である。 「保磁力」 の値は、 797 kAZmの磁界を印 加した後、 磁界をゼロに戻し、 更に、 磁界を逆方向に徐々に増加させた場合にお いて、 磁化量がゼロになる印加磁界の値である。
本発明の粒子の形状は特に制限はなく、 例えば、 球形状、 楕円体形状、 粒形状、 板形状、 針形状または多面体形状 (例えば立方体形状) 等であってよい。 但し、 標的物質との結合に際して粒子間のばらつきを小さくするために、 粒子形状は規 則的な形状が望ましく、 特に球形状が好ましい。 また、 磁性を帯びていない粒子 本体に磁性物質被膜を設ける場合には、 「磁性を帯びていない粒子本体」 が球形 状または楕円体形状を有していることが好ましい。
本発明の粒子の平均サイズ (即ち 「平均粒子サイズ」 ) は 1 /x m〜: L mmであ ることが好ましい。 平均粒子サイズが 1 μ πιよりも小さいと、 標的物質の分離に 際して粒子の自然沈降による移動速度を十分に大きくすることが難しくなる一方、 平均粒子サイズが l mmよりも大きいと、 標的物質との結合が生じる前に粒子が 沈降してしまい、 標的物質を十分に分離できなくなる可能性があるからである。 より好ましくは 5 n!〜 5 0 0 μ mの平均粒子サイズであり、 更に好ましくは 1 0 μ π!〜 1 0 0 μ mの平均粒子サイズである。 ここでいう 「粒子サイズ」 とは、 粒子のあらゆる方向における長さ (粒子本体にポリマーを被着させる場合には、 被着しているポリマーの厚さをも含めた粒子の長さ) のうち最大となる長さを実 質的に意味しており、 「平均粒子サイズ」 (即ち、 「粒子の平均サイズ」 ) とは、 粒子の電子顕微鏡写真または光学顕微鏡写真に基づいて例えば 3 0 0個の粒子の サイズを測定し、 その数平均として算出した粒子サイズを実質的に意味している。 尚、 純金属から成る粒子はサイズが小さくなると、 急激な酸化が生じやすく、 場 合によっては粒子が発火する危険性がある;^、 本発明のような比較的大きい粒子 サイズでは、 急激な酸化が生じにくく、 粒子が発火する危険性は低減されている。 本発明の粒子の本体表面に固定化されている 「標的物質を結合させることが可 能な物質」 (以下では 「標的物質が結合可能な物質」 ともいう) は、 ピオチン、 アビジン、 ストレプトアビジンおよびニュートラアビジンから成る群から選択さ れる少なくとも 1種以上の物質であることが好ましい。 また、 本発明の粒子の本 体表面に固定化されている 「標的物質を結合させることが可能な官能基」 (以下 では 「標的物質が結合可能な官能基」 ともいう) は、 カルボキシル基、 水酸基、 エポキシ基、 トシル基、 スクシンイミド基、 マレイミド基、 チォーノレ基、 チォェ 一テル基およびジスルフイド基などの硫ィ匕物官能基、 アルデヒド基、 アジド基、 ヒドラジド基、 一級アミノ基、 二級アミノ基、 三級アミノ基、 イミドエステル基、 カノレポジイミド基、 イソシァネート基、 ョードアセチル基、 力ルポキシル基のハ ロゲン置換体、 ならびに、 二重結合から成る群から選択される少なくとも 1種以 上の官能基であることが好ましい。 なお、 「標的物質が結合可能な官能基」 は、 上述した官能基の誘導体であつてもかまわない。 丄 本明細書において 「固定化」 とは、 一般的に、 粒子本体の表面付近に 「標的物 質が結合可能な物質」 または 「標的物質が結合可能な官能基」 が存在している態 様を実質的に意味しており、 必ずしも 「標的物質が結合可能な物質」 または 「標 的物質が結合可能な官能基」 が粒子本体の表面に直接取り付けられている態様の みを意味するものではない。 また、 「固定化」 とは、 粒子表面の少なくとも一部 に 「標的物質が結合可能な物質または官能基」 が固定ィ匕されている態様を実質的 に意味しており、 「標的物質が結合可能な物質または官能基」 が必ずしも粒子表 面全体にわたって固定化されていなくてもよい。 伹し、 好ましい態様では、 粒子 本体が 「標的物質が結合可能な物質または官能基」 に内包されるように、 「標的 物質が結合可能な物質または官能基」 が粒子表面全体にわたって存在している。 なお、 本明細書において 「標的物質が結合」 という用語は、 粒子に対して標的物 質が 「吸着」 または 「吸収」 される態様を包含しているのみならず、 標的物質と 粒子との間に働く種々の 「親和力」 に起因して標的物質が粒子に結合される態様 をも包含している。
本発明の粒子本体には 「標的物質が結合可能な物質」 または 「標的物質が結合 可能な官能基」 が固定化されているので、 かかる物質または官能基を介して標的 物質を粒子に結合させることができる。
「標的物質が結合可能な物質」 を粒子本体に固定化させる手法は、 特に制限さ れるものではなく、 「標的物質が結合可能な物質」 を粒子本体に結合または付着 させることができるものであれば、 いずれの手法を用いてもよい。 「標的物質が 結合可能な物質」 を粒子本体に直接的に結合または付着させることに限らず、 必 要に応じて、 珪素含有物質 (例えばシロキサン、 シランカップリング剤およびケ ィ酸ナトリウムなど) 、 または、 標的物質が結合もしくは付着可能な官能基を有 する樹脂等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したり、 あるいは、 粒子 本体の表面に貴金属被着処理を施した上で標的物質が結合もしくは付着可能な官 能基を有する含硫黄化合物等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入したり することによって、 「標的物質が結合可能な物質」 を粒子に固定化させ易くして もよい。 尚、 珪素含有物質を用いた場合では、 粒子本体の表面には 「標的物質が 結合可能な物質」 が固定化されていると共に、 かかる珪素含有物質が存在するこ 丄 J
とになる。
「標的物質が結合可能な物質」 を粒子本体に固定ィ匕させる手法の一例を説明す ると、 例えば、 粒子本体の表面にエポキシ基ゃァミノ基を有するシランカツプリ ング剤を反応させることによって、 「標的物質が結合可能な物質」 を粒子に固定 ィ匕させることができる。
同様に、 「標的物質が結合可能な官能基」 を粒子本体に固定化させる手法は、 特に制限されるものではなく、 「標的物質が結合可能な官能基」 を粒子に結合ま たは付着させることができるものであれば、 いずれの手法を用いてもよい。 例え ば、 必要に応じて、 「標的物質が結合可能な官能基」 を化学的に処理して別の官 能基に変換し、 反応性や吸着性等を変更してもよレヽ。 「標的物質が結合可能な物 質」 と同様に、 「標的物質が結合可能な官能基」 を粒子本体に直接的に結合また は付着させるだけでなく、 必要に応じて、 珪素含有物質 (例えばシロキサン、 シ ランカップリング剤およぴケィ酸ナトリウムなど) 、 標的物質が結合もしくは付 着可能な官能基を有する樹脂等の他の物質を予め粒子本体に付着または導入した り、 あるいは、 粒子本体の表面に貴金属被着処理を施した上で標的物質が結合も しくは付着可能な官能基を有する含硫黄化合物等の他の物質を予め粒子本体に付 着または導入したりすることによって、 「標的物質が結合可能な官能基」 を粒子 本体に固定化させ易くしてもよい。 例えば、 珪素含有物質を用いた場合では、 粒 子本体の表面には 「標的物質が結合可能な官能基」 が固定化されていると共に、 力かる珪素含有物質が存在することになる。
以下では、 「標的物質が結合可能な官能基」 を粒子に固定化する手法の一例と して、 シロキサンを用い 手法を説明する。
《シロキサンを用いた官能基の固定化》
この手法は、 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (以下では 「TM C T S」 と略称する) で粒子本体の表面を予め被覆する手法である。 かかる手法 は、 TMC T S膜が粒子本体の表面に一層だけ形成された時点で、 反応を終了す る特徴を有している。
(前処理工程)
まず、 有機溶剤中に前駆体粒子を分散させることによって得られる分散液に T , Λ
14
MC T Sを加える。 この際、 粒子表面に TMC T Sが 1層形成されるのに充分な 量の TMC T Sを加える。 次いで、 分散液をエバポレートして分散液から溶媒を 除去し、 真空デシケーター中で粒子を加熱乾燥させ、 その後、 1 5 0 °Cの恒温槽 中にて加熱する。 用いる有機溶剤は、 エバポレータで蒸発しやすい沸点の低いも のであれば、 いずれの種類の有機溶剤でもよく、 例えば、 トルエン、 へキサンま たはベンゼン等を挙げることができる。 なお、 真空デシケーター內部が加熱乾燥 に付されると、 化学蒸着法 (C VD法) と同じ効果がもたらされるので、 加熱温 度は TMC T Sが蒸発し、 かつ分解等起きない範囲にすることが必要となる。 具 体的には 3 0〜 8 0 °C程度の加熱温度が好ましい。 最後に行う恒温槽中での加熱 工程は、 粒子表面に付いた TMC T S同士の反応を進める過程である。 温度が高 くなりすぎると、 TMC T Sの分解が生じやすくなると共に、 長時間実施すると、 引き続いて行う官能基の固定化工程で必要とされる反応点がなくなってしまうの で、 1 0 0〜2 0 0 °Cの加熱温度おょぴ 2時間以内の反応時間が好ましい。 なお、 粒子が疎水性となることから、 粒子表面に TMC T S膜が形成されたことを確認 できる。
(官能基の固定化工程)
上述の前処理工程に引き続いて、 官能基の固定化工程を実施する。 固定化する 官能基を含んだ化合物は、 その末端に二重結合が存在することが必要であるが、 • それ以外は特に制限はない。 例えば、 用いる化合物において官能基と二重結合部 位との間がどのような構造であってもよい。 なお、 官能基は一つとは限らず、 複 数であってもかまわない。 また、 複数の異なる種類の官能基を固定化してもかま わない。
例えばエポキシ基またはカルボキシル基等の官能基を固定化する反応過程では、 TMC T Sに含まれる S i— Hの部分と、 エポキシ基またはカルボキシル基等の 官能基を含む化合物の二重結合部とが相互に反応して官能基が粒子表面に導入さ れることになる。 具体的な操作としては、 前処理工程で得られた粒子を溶媒中に 分散させ、 加温状態で、 反応触媒と固定化すべき官能基を持つ化合物とを添加し、 数時間反応させる。 用いる溶媒は、 固定化すべき官能基を持つ化合物が溶解でき ると共に、 6 0 °C以上に加温でも安定した反応速度が得られるものであれば、 レヽ 15 ずれの種類の溶媒であってもよく、 例えば、 水、 エチレングリコールなどが挙げ られる。 同様に、 反応触媒も上述の反応を促進させるものであれば、 いずれの種 類の触媒を用いてもよく、 例えば、 塩ィ匕白金酸などを用いることができる。
次に、 以下では、 「ポリマーが粒子本体に被着している粒子」 の態様について 説明する。
ある好適な態様では、 ポリマーが粒子本体の表面の一部に被着しており、 「標 的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 が粒子本体またはポリマー の表面に固定化されている。 また、 別の態様では、 ポリマーが粒子本体の表面全 体を被覆しており、 「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 が ポリマーの表面に固定ィヒされている。 ポリマーが粒子本体の表面全体を被覆して いる場合、 粒子の有する形態に基づいて、 本発明の粒子を 「内包粒子」 または 「コア一シェル構造の粒子」 と呼ぶこともできる。
粒子本体表面に被着しているポリマーは、 「標的物質が結合可能な物質」 また は 「標的物質が結合可能な官能基」 の固定化に寄与するものが好ましく、 「標的 物質が結合可能な物質」 または 「標的物質が結合可能な官能基」 の種類、 粒子の 使用条件、 その他必要な特性等により、 任意に選択することができる。 代表的な 被着ポリマーを例示すれば、 ポリスチレンまたはその誘導体、 ポリ (メタ) ァク リル酸、 ポリ (メタ) アタリノレ酸エステル、 ポリビエルエーテル、 ポリウレタン、 ポリアミド、 ポリ酢酸ビ ル、 ポリビュルアルコール、 ポリアリルァミンぉよび ポリエチレンィミンから成る群から選択される少なくとも 1種以上の合成高分子 化合物を挙げることができる。 なお、 このような合成高分子化合物に限定されず、 これらの変性物または共重合体であってもかまわない。 更には、 ヒドロキシアル キノレセノレロース、 カルボキシアルキルセルロースもしくはアルギン酸ナトリウム 等の半合成高分子化合物、 または、 キトサン、 キチン、 デンプン、 ゼラチンもし くはアラビアゴム等の天然高分子化合物等のポリマーであってもかまわない。 尚、
「標的物質が結合可能な物質」 または 「標的物質が結合可能な官能基」 が結合ま たは付着できる官能基が予め導入されているポリマーであってもよい。
粒子表面または粒子内部からの金属イオン (即ち、 粒子本体を構成している金 属のイオン) の溶出を抑えることを主たる目的とする場合には、 粒子本体を構成 , R
16 する各種分子または金属ィオン等が透過しにくい被着ポリマーを選択すればよく、 例えば、 水系で粒子を使用する場合には、 水が透過しにくいポリスチレン、 ポリ メタタリル酸アルキル、 ポリビュルエーテルまたはポリ酢酸ビュルなどのポリマ 一を選択すればよい。
本明細書において 「被着」 とは、 粒子表面の少なくとも一部にポリマーが付着 または存在している態様を実質的に意味しており、 ポリマーが必ずしも粒子本体 の表面全体に付着または存在してなくてもよい。 但し、 好ましい態様では、 粒子 本体がポリマー被膜に内包されるように、 粒子本体の表面全体がポリマ で被覆 されている。 粒子本体の表面全体がポリマーで被覆されていると、 ポリマー表面 に固定化すべき 「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 をより 多くすることができる点で好ましいだけでなく、 粒子本体の構成材料に起因する 金属イオン (即ち、 粒子本体を構成する金属のイオン) 等の溶出をより抑えるこ とが可能となる点で好ましい。
ポリマーを粒子本体に被着させる手法は、 特に制限されるものではなく、 ポリ マーを粒子本体表面に付着することができるものであれば、 いずれの手法を用い てもよい。 例えば、 以下の手法を挙げることができる。
( 1 ) 前駆体粒子の表面から重合を開始する手法
( 2 ) 前駆体粒子の存在下で重合を行い、 重合物を粒子表面に析出させる手法
( 3 ) モノマーェマルジヨン中に前駆体粒子を内包して重合を行う手法- ( 4 ) 予め重合して得ておいたポリマーの溶液に前駆体粒子を混合させ、 粒子 表面にポリマーを析出させる手法
上記手法をより具体的に説明すると、 (1 ) の手法では、 前駆体粒子の表面に 開始剤や連鎖移動剤を結合または吸着させて、 粒子表面からポリマーを伸張させ ることによって、 前駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。 (2 ) の手法では、 重合反応の進行とともに析出するモノマーを用いて前駆体粒子の存在下で重合を 行うことによって、 前駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。 ポリマーと粒子 とが引き合うように各々の電荷を選択したり、 粒子表面に重合性二重結合を固定 しておく等によって被着をより効率的に行うことができる。 (3 ) の手法では、 モノマーェマルジョンを形成し得るモノマーと溶剤との組合せを選択し、 それに 1 ? より得られるモノマーェマルジヨン中に前駆体粒子を内包させて重合することに よって、 粒子表面にポリマーを被着させる。 この場合、 前駆体粒子がモノマーェ マルジョン中に優先的に存在するように、 モノマ に馴染みをよくする表面処理 や界面活性剤等を用いるとよい。 また、 (4 ) の手法では、 ポリマー溶液中に前 駆体粒子を混入し、 貧溶剤を加えたり、 p Hを変化させたり、 塩を多量に加えた りすることによってポリマーの溶解性を低下させて析出させることによって、 前 駆体粒子の表面にポリマーを被着させる。 この場合も電荷の選択や重合性二重結 合の固定等の手法は有効である。 また、 前駆体粒子を電荷の異なるポリマー溶液 に交互に浸して、 粒子表面に積層を形成してもよい。
尚、 上述のような手法では、 マイクロカプセル化手法、 ェマルジヨン重合等の 種々の方法が従来公知であり、 それらを用いて実施することができる。
ポリマーの被着処理に先立つて、 前駆体粒子の表面に特定の処理を施してもよ い。 例えば、 磁性化処理の他、 金属もしくは無機物によるコート処理、 界面活性 剤の吸着処理、 シランカツプリング剤もしくはチタンカツプリング剤等の反応性 物質を用いた処理、 シロキサン被覆処理およびシロキサン中の S i— Hへの官能 基導入処理 (ヒドロシリル化反応) 、 酸処理もしくはアルカリ処理、 溶剤洗浄処 理、 または、 研磨処理等を施してもよい。 これらの処理により、 前駆体粒子の表 面の汚れの除去、 前駆体粒子の表面の電荷の制御、 粒子表面への反応性官能基の 導入が行われるので、 ポリマーの被着効率が向上したり、 被着ポリマーと粒子表 面との密着 1"生が向上したりする。 尚、 シロキサンまたはシランカップリング剤等 の珪素含有物質を用いた場合では、 本発明の粒子の本体表面には 「標的物質が結 合可能な物質または官能基」 および被着ポリマーの他に、 かかる珪素含有物質が 存在すること (例えば、 珪素化合物が粒子本体表面と被着ポリマー表面との間に 介在し得ること) になることを理解されよう。 開始剤および/または重合性二重 結合を前駆体粒子の表面に予め結合または吸着させて重合を行うと、 被着ポリマ 一の表面析出が生じやすくなるので、 ポリマーの被着処理に有利となり得る。 そ の他、 非特異結合の低減、 金属イオン等の溶出の抑制、 密度の調整、 色や蛍光等 の付与等、 別の特性を付与するための処理を施してもよい。
被着ポリマーには架橋処理を施してもよい。 被着ポリマーが架橋されると、 被 着ポリマーの耐久性、 耐溶剤性または低膨潤性等の特性が向上し得る。 架橋の方 法は特に制限されないが、 代表的な手法を分類すると、 以下のようになる。
(1) a. 前駆体粒子へのポリマー被着処理に際して架橋、 b. 被着処理後 に架橋
(2) a. 架橋剤を添加 (室温や低温で進行する架橋も含む) 、 b. 架橋性 官能基をポリマー中に導入
(3) a. 熱架橋、 b. 放射線架橋
上記手法 (1) 、 (2) および (3) は種々に組み合わせることができること に留意されたい。 例えば、 (1) aかつ (2) aかつ (3) aの 3つを組み合わ せる例としては、 前駆体粒子の表面から重合を開始したり重合物を前駆体粒子の 表面に析出させたりしてポリマーを被着させる処理に際して 2官能性のモノマー を含めて加熱処理を行う手法、 または、 モノマーェマルジヨン中に前駆体粒子を 内包して重合を行う処理に際して 2官能性のモノマーを含めて力 Π熱処理を行う手 法を挙げることができる。 また、 (1) かつ (2) aかつ (3) aの 3つを組 み合わせる例としては、 カルボキシル基を有するポリマーの析出またはカルボキ シル基を有するモノマーの重合によつて前駆体粒子を被着させる系において、 被 着後に多官能性エポキシ架橋剤を添加し、 熱を加えて架橋させる手法を挙げるこ とができる。 なお、 同様の系において力ルポキシル基の代わりに水酸基、 ェポキ シ架橋剤の代わりにィソシァネート架橋剤を用いて架橋させる手法も考えられる。
(2) bに属する例としては、 被着ポリマー中にエポキシ基、 イソシァネート基 または二重結合等を導入する手法が挙げられる。 ここで、 エポキシ基またはィソ シァネート基の導入には (3) aを用いることができ、 二重結合の導入には
(3) bを用いることができる。
被着ポリマーが用いられる場合、 本発明の粒子の本体表面および/または被着 ポリマー表面に 「標的物質が結合可能な物質」 または 「標的物質が結合可能な官 能基」 が固定化されていることを理解されよう。
粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において 「標的物質が結合可能な 官能基」 を固定化させる手法は、 特に制限されるものではなく、 「標的物質が結 合可能な官能基」 を粒子本体に結合または付着させることができるものであれば、 いずれの手法を用いてもよい。 更に、 「標的物質が結合可能な官能基」 の固定化 は、 ポリマーの被着処理前、 被着処理中または被着処理後のいずれに行ってもよ い。
粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において 「標的物質が結合可能な 官能基」 を固定ィ匕させる手法としては、 例えば、 被着すべきポリマーの重合反応 に際して、 「標的物質が結合可能な官能基」 を有するモノマーを重合または共重 合させる方法がある。 この場合、 「標的物質が結合可能な官能基」 を有するモノ マーの例としては、 (メタ) アクリル酸、 (メタ) アクリル酸グリシジル、 (メ タ) アクリル酸ヒドロキシアルキル、 (メタ) アクリル酸ジメチルアミノアルキ ル、 (メタ) アクリル酸イソシアナートアルキル、 p—スチレンスルホン酸
(塩) 、 ジメチロールプロパン酸、 N—アルキルジエタノールァミン、 (ァミノ ェチルァミノ) ェタノールまたはリジン等を挙げることができる。
粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において 「標的物質に対する結合 性がより高い官能基」 を固定化したい場合には、 上記手法で被着ポリマーに導入 された官能基 aに対して反応性を有する他の官能基 と 「標的物質に対する結合 性がより高い官能基 c」 との 2つの官能基を有する化合物を、 粒子に付加的に導 入してもよい。 この場合、 官能基 aと官能基 bとが結合することによって、 「標 的物質に対する結合性がより高い官能基 c」 が固定化された粒子を得ることがで きる。 また、 被着ポリマー表面と 「標的物質が結合可能な官能基」 との間を離し たい場合または粒子本体表面と 「標的物質が結合可能な官能基」 との間を離した い場合 (即ち、 「リンカ一」 を導入したい場合) にも同様に、 導入された官能基 aに対して反応性を有する他の官能基 bと 「標的物質が結合可能な官能基」 との 2つの官能基を有する化合物を、 官能基 aが導入された粒子に付加的に導入して もよい (この場合も同様に、 官能基 aと官能基 bとの結合を介して 「標的物質が 結合可能な官能基」 が粒子に固定化される) 。 尚、 このような化合物の導入を 2 回以上繰り返し行って、 リンカ一をより長くしてもよい。 被着ポリマー表面と 「標的物質が結合可能な官能基」 との間がより離れると、 又は、 粒子本体表面と 「標的物質が結合可能な官能基」 との間がより離れると、 「標的物質が結合可能 な官能基」 の自由度が高まって、 その反応性が向上するだけでなく、 標的物質の 自由度も高まって標的物質の機能が抑制されない等の有利な効果を期待できる。 被着ポリマー主鎖から官能基までの原子数をリンカーの長さと定義すると、 リン 力 ^"の長さは原子 5個以上 5 0個以下で上記の効果が特に期待できる。 ちなみに、 リンカ一の主鎖としては、 生態関連物質等の非特異吸着性の低いもの (例えばポ リエチレングリコール鎖) を用いることが特に好ましい。
粒子本体の表面に被着ポリマーを設ける態様において 「標的物質が結合可能な 物質」 を固定化させる手法は、 特に制限されるものではなく、 「標的物質が結合 可能な物質」 を粒子に結合または付着させることができるものであれば、 いずれ の手法を用いてもよい。 「標的物質が結合可能な物質」 の固定化も、 ポリマーの 被着処理前、 被着処理中または被着処理後のいずれに行つてもよい。
例えば、 上述の 「標的物質が結合可能な官能基」 を導入する手法と同様な手法 で、 「標的物質が結合可能な物質」 を粒子に固定化させることができる。 一例を 挙げると、 「標的物質が結合可能な物質」 と結合性を有する官能基を粒子本体表 面または被着ポリマー表面に予め導入し、 その官能基を介して 「標的物質が結合 可能な物質」 を粒子に固定化することができる。 また、 被着ポリマーとして疎水 性ポリマーを用い、 「標的物質が結合可能な物質」 として疎水性のものを用いる と、 水中においては疎水性の物質同士が吸着する所謂 「疎水性相互作用」 が生じ ることになるので、 疎水性の 「標的物質が結合可能な物質」 を被着ポリマー表面 に固定化させることができる。
次に、 以下において、 本発明の粒子と標的物質との結合態様について説明する。 本発明の粒子と標的物質とを共存させると、 「標的物質を結合させることが可能 な物質または官能基」 と標的物質との間に働く吸着力または親和力によって、 標 的物質が粒子に結合することになる。 以下分類して説明するため、 「吸着」 を 「化学吸着」 と同義とする。
「吸着力」 に起因して、 標的物質が粒子に結合する態様の一例としては、 「標 的物質」 がアビジンであり、 粒子本体がジルコニァから形成されており、 「標的 物質を結合させることができる物質または官能基」 がェポキシ基である場合であ る。
「親和力」 に関しては、 標的物質との間に働く親和力の種類に基づいて、 粒子 本体表面に固定化されている 「標的物質を結合させることができる物質または官 能基」 を大きく次の 5つに分類できる (尚、 各分類において挙げる物質または官 能基は、 あくまでも例示にすぎず、 その他の物質または官能基も考えられること に留意されたい) 。 尚、 そのような親和力に起因する場合、 「標的物質を結合さ せることができる物質または官能基」 は、 以下では 「親和性を有する物質または 官能基」 と呼ぶ。
( 1 ) 標的物質との間に働く親和力が、 静電相互作用、 π— π相互作用、 π—力 チオン相互作用または双極子相互作用に起因する 「親和性を有する物質または官 能基 i の例
シリカ、 活性炭、 スルホン酸基、 カルボキシル基、 ジェチルアミノエチル基、 ト リエチルアミノエチノレ基、 フエエル基、 アルギェン、 セルロース、 リジン、 ポリ リジン、 ポリアミド、 ポリ (N-ィソプロピルァクリルァミド) 、 クラウンエー テルもしくは π電子を有する環状化合物、 または、 それらの官能基誘導体、 酸素 結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
( 2 ) 標的物質との間に働く親和力が疎水相互作用に起因する 「親和性を有する 物質または官能基 I の例
アルキル基、 ォクタデシル基、 ォクチル基、 シァノプロピル基もしくはプチル基 またはフエュノレ基、 または、 それらの官能基誘導体、 酸素結合体もしくは蛍光プ ロープ結合体など '
( 3 ) 標的物質との間に働く親和力が水素結合に起因する 「親和性を有する物質 または官能基 I の例
D NA、 R NA、 O l i g o ( d T) 、 キチン、 キトサン、 アミロース、 セル口 ース、 デキストリン、 デキストラン、 プルラン、 多糖、 リジン、 ポリリジン、 ポ リアミド、 ポリ (N-イソプロピルアクリルアミド) もしくは -ダルカン、 また は、 それらの官能基誘導体、 酸素結合体もしくは蛍光プローブ結合体など
( 4 ) 標的物質との間に働く親和力が配位結合に起因する 「親和性を有する物質 または官能基 I の例
イミノジ酢酸、 ニッケル、 ニッケルイオン、 二ッケノ 体、 コバルト、 コノルト イオン、 コバルト錯体、 銅、 銅イオンもしくは銅錯体、 または、 それらの酸素結 合体もしくは蛍光プローブ結合体など
( 5 ) 標的物質との間に働く親和力が生化学的相互作用に走 B因する 「親和性を有 する物質または官能基 I の例 (生化学的相互作用:生体分子に関する相互作用を 含むものであって、 抗原'抗体反応、 リガンド' レセプター結合、 水素結合、 配 位結合、 疎水相互作用、 静電相互作用、 π— π相互作用、 π—カチオン相互作用、 双極子相互作用およぴファンデルワールス力などが単独または二種以上で連係し て働く相互作用)
抗原、 抗体、 レセプター、 リガンド、 ピオチン、 アビジン、 ストレプトァビジ ンニュートラアビジン、 シリカ、 活性炭、 ケィ酸マグネシウム、 ハイド口キシァ パタイト、 ァノレプミン、 アミロース、 セ^/ロース、 レクチン、 プロテイン Α、 プ 口ティン G、 Sタンパク質、 デキストリン、 デキストラン、 プルラン、 多糖、 力 ノレモジュリ ン、 ニッケ /レ、 ニッケノレイオン、 ニッケノレ錯体、 コノ ノレト、 コノ ノレト イオン、 コバルト錯体、 銅、 銅イオン、 銅錯体、 ゼラチン、 N ァセチルダルコ サミン、 イミノジ酢酸、 ァミノフエ-ルホウ酸、 エチレンジァミン二酢酸、 アミ ノベンズアミジン、 アルギニン、 リジン、 ポリリジン、 ポリアミド、 ジェチノレア ミノェチル基、 トリェチルアミノエチル基、 E C T E O L A-セルロース、 フィ プロネクチン、 ビトロネクチン、 ァノレギニン-ダリシン-ァスパラギン (R G D ) 酸配列を含むぺプチド、 ラミニン、 ポリ (N-ィソプロピルァクリルァミド) 、 コラーゲン、 コンカナバリン 、 アデノシン 5 'リン酸 (A T P ) 、 AD P、 A T P、 ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド、 アタリジン色素、 ァプロチェン、 オボムコィド、 トリプシンインヒビターやプロテアーゼインヒビタ一等のインヒ ビタ一類、 ホスホリルエタノールァミン、 フエ二ルァラニン、 プロタミン、 シバ クロンブ/レー、 プロシオンレツド、 へパリン、 グルタチオン、 D I G、 D I G抗 体、 D N A、 R NA、 O 1 i g o ( d T) 、 キチン、 キトサン、 β -グルカン、 リン酸力/レシゥム、 リン酸水素カルシウム、 ヒアルロン酸、 エラスチン、 セリシ ンもしくはフイブ口イン、 または、 それらの官能基誘導体、 酸素結合体もしくは 蛍光プローブ結合体など
上述の分類から分かるように、 本明細書で用いる 「親和性を有する」 とは、 標 的物質と粒子に固定化される物質または官能基との間に、 静電相互作用、 π— π 相互作用、 π—カチオン相互作用、 双極子相互作用、 疎水相互作用、 生化学的相 互作用、 水素結合または配位結合などがもたらされることを実質的に意味してい る。 粒子本体に固定化される物質または官能基の種類によっては、 上述の親和性 を 2種以上兼ね備える場合があり、 上述の分類で重複する物質または官能基が存 在する場合がある点に留意されたい。 また、 上述の分類に必ずしも限定される必 要はなく、 標的物質に対して作用し、 標的物質を粒子表面またはその近傍に存在 させる機能を有するものであれば、 いずれの物質または官能基を粒子に固定化さ せてもよい (一例を挙げるとすると、 標的物質との相補的な形状に起因して親和 性を有するものが考えられる) 。
前駆体となる粒子の表面に 「標的物質に対して親和性を有する物質または官能 基」 を固定化させる態様または方法は何ら制限されるものではない。 例えば、 高 分子、 無機化合物、 低分子リンカ一またはカップリング剤等を介在させることに よって、 「標的物質に対して親和性を有する物質または官能基」 を未固定の粒子 表面に結合作用、 吸着作用または吸収作用で固定化することができる。 また、 粒 子の一般的な被覆法を用いることによつても 「標的物質に対して親和性を有する 物質または官能基」 を未固定の粒子表面に固定化することができる。
「標的物質に対して親和性を有する物質」 を粒子本体に固定化させる手法の一 例を説明する。 例えば、 「標的物質に対して親和性を有する物質」 として抗体を 用いた場合、 前述のシロキサンを用いた官能基の固定化の手法によって、 シロキ サンの S i—Hの部分に二重結合とエポキシ基有する化合物 (グリシジノレメタク リレート) を反応させ、 粒子表面にエポキシ基を固定化する。 さらに、 得られた 粒子を水中で抗体と撹拌することによって、 抗体を粒子に固定ィ匕できる。
また、 「標的物質に対して親和性を有する官能基 J を粒子表面に固定化する手 法も、 例えば、 前述したようなシロキサンを用いた手法で行うことができる。 次に、 以下において、 本発明の粒子を用いた分離方法について詳細に説明する。 カゝかる分離方法は、 上述した本発明の粒子を用いて、 試料中から標的物質を分離 する又は標的物質を固定した粒子を得る方法である。 本発明の分離方法は、
( i ) 標的物質を含んで成る試料と本発明の粒子とを接触させ、 粒子と標的物質 とを結合させる工程、 η Λ
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( i i ) 試料を静置に付して、 試料中で粒子を自然沈降させる工程、 および ( i i i ) 試料中で沈殿した粒子を回収することによって、 標的物質を試料から 分離する又は標的物質を固定した粒子を得る工程
を含んで成る。
工程 (i ) では、 標的物質を含んで成る試料と本発明の粒子とが接触し、 粒子 と標的物質とが相互に結合される (図 1 ( a ) 参照) 。 例えば、 標的物質を含ん で成る試料に対して粒子を供給することによって、 試料と粒子とを接触させる。 結合が促進されるように、 必要に応じて、 攪拌処理を施してもよい。 供される粒 子は、 一般的には、 単一の粒子ではなく、 上述したような平均サイズ 1 m〜l mmの粒子が複数個存在する粉末形態の粒子として供給され得る。 供される粉末 形態の粒子の量は、 試料の種類や分離用途などとの関係で決まってくるものであ り、 総括的に特定できるものではないが、 例を挙げるとすると、 一粒子から使用 でき、 分析、 研究用途ではグラム単位まで (1 0— 2 g〜l 0 3 g程度) となり、 工業的に利用する場合はキログラム単位 (1〜: L 0 3 k g程度) からトン単位 ( 1〜1 0 t程度) までとなり得る。
工程 ( i i ) にて粒子の自然沈降がもたらされるように、 標的物質を含んで成 る試料は、 例えば、 ビーカー、 メスシリンダー、 試験管、 マイクロチューブ、 バ ィォチップ、 化学チップ、 μ -TASチップなど 仕込んだ状態で用いることが好ま しい。
標的物質と粒子との間の結合は、 それらの間に働く吸着力または親和力によつ て引き起こされる。 より具体的には、 粒子本体に固定化されている 「標的物質を 結合させることが可能な物質または官能基」 と標的物質との間で吸着力または親 和力が働くことによって、 標的物質と粒子とが相互に結合する。 尚、 試料中に供 する粉末形態の粒子の量によっては、 標的物質の結合に寄与しない粒子も存在し 得る (例えば粒子を過剰に供給した場合) 。 尚、 本発明の方法で用いる粒子は、 標的物質以外の物質が粒子に結合する非特異結合を抑えることができる粒子であ る。 従って、 試料中に標的物質以外の物質が含まれていても、 標的物質を優先的 に粒子に結合できる。
標的物質は、 前述したように、 例えば、 核酸、 蛋白質 (例えばアビジンおょぴ 。に ビォチン化 HR Pなども含む) 、 糖、 脂質、 ペプチド、 細胞、 真菌、 細菌、 酵母、 ウィルス、 糖脂質、 糖蛋白質、 錯体、 無機物、 ベクター、 低分子化合物、 高分子 化合物、 抗体または抗原等である。 また、 試料は、 前述したように、 例えば、 ヒ ト又は動物の尿、 血液、 血清、 血漿、 精液、 B垂液、 汗、 涙、 fl复水、 羊水等の体 液;ヒト又は動物の臓器、 毛髪、 皮膚、 爪、 骨、 筋肉又は神経組織等の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;便懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;培養細胞又 は培養組織の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;ウィルスの懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;菌体の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破砕液;土壌懸濁液、 抽 出液、 溶解液又は破碎液;植物の懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;食品 ·加 ェ食品懸濁液、 抽出液、 溶解液又は破碎液;排水等である。
工程 (i i ) では、 粒子が供された試料を静置に付して、 試料中で本発明の粒 子を自然沈降させる (図 1 ( b ) 参照) 。 本発明の方法で用いる粒子は、 上述し たような密度特性および比表面積特性を有するものであるため、 比較的速い自然 沈降速度が得られる。 換言すれば、 用いる粒子の密度が大きいだけでなく、 粒子 の比表面積が 0 . 0 0 0 5 m2Z g〜l . 0 m2 gと比較的小さく実質的に非 多孔質とみなすことができるので、 標的物質を含んだ試料に粒子を供す 際に空 気などの気体が粒子内部に取り込まれた状態となることが抑制される (即ち、 気 体が粒子内部に存在し得ないので、 気体に起因した浮力作用などの影響を排除す ることができる) 。 その結果、 粒子を自然沈降させるだけでも十分な分離速度を 得ることができる。
工程 (i i i ) では、 試料中で沈殿した本発明の粒子 (図 1 ( c ) 参照) が回 収されることによって、 標的物質が試料から分離される又は標的物質が固定され た粒子が得られる。 例えば、 自然沈降に起因して試料の下方領域または容器の底 領域に粒子が沈殿するので、 上澄みが試料の上方領域に形成される。 従って、 かる上澄みをピぺットなどで吸引除去することによって、 試料中で沈殿した粒子 を回収することができる。 回収された粒子には、 上述したように標的物質が結合 しているので、 粒子の回収によつて標的物質が試料から分離されることになる。 このように本努明の方法では、 試料中の標的物質を分離できたり、 あるいは、 標的物質が固定化された粒子を得ることができるので、.それらを応用することに よって、 細胞、 蛋白質、 核酸または化学物質等の種々の標的物質の分析、 抽出、 精製および反応等が可能となる。 より具体的に言うと、 上述のような標的物質の 分離、 固定化を行う方法以外にも、 標的物質の分析、 抽出、 精製または反応など を行う方法が可能となる。 例えば、 「標的物質の分析を行う方法」 では、 標的物 質として 「検出対象物質と結合可能な抗体」 が固定された粒子をチップ内に装填 した形態で、 チップ内に検出対象物質を注入することにより、 チップ内粒子に検 出対象物質を固定し、 さらに検出対象物質に結合する酵素、 蛍光色素、 磁性体な どを結合させた抗体をマーカーとして検出対象物質量を吸光、 化学発光、 蛍光、 または磁気などにより検出する。 以上の方法により、 検出対象物質を定量分析ま たは定性分析することができる。 また、 検出対象物質が核酸である場合には、 標 的物質として 「検出対象核酸と結合可能な核酸」 力固定された粒子を装填した形 態で、 酵素または蛍光色素が固定された検出対象核酸をチップ内に注入すること により、 チップ内粒子に検出対象核酸を固定し、 検出対象核酸量を吸光、 化学発 光、 蛍光、 または磁気などにより検出することにより検出対象核酸を定量分析ま たは定性分析することができる。 この際、 各反応段階においてチップ上に複数個 ある反応槽のうち同一箇所で実施しても、 別の箇所で実施してもかまわない。 ま た、 チップ上に複数個ある反応槽間の移動、 もしくは各反応槽中での撹拌に重力 を用いることが可能である。 また、 「標的物質の抽出を行う方法」 または 「標的 物質を精製する方法」 では、 上述した本発明の方法の工程 ( i i i ) の分離のあ とに、 標的物質を粒子からはずし遊離させる物質を用いる、 または必要な加熱、 冷却などの処理を行うことにより、 標的物質を抽出または精製することができる。 更に、 「標的物質の反応を行う方法」 では、 チップ内に標的物質と結合可能な物 質が固定された粒子を装填した形態でチップ内に標的物質を注入することにより チップ内粒子に標的物質を固定し、 チップ上に複数個ある反応槽の各所において 混合、 加熱、 撹拌、 紫外線照射などを行うことで、 標的物質の反応を実施できる。 この際、 チップ上に複数個ある反応槽間の移動、 もしくは各反応槽中での撹拌に 重力を用いることが可能である。 また、 酵素や触媒を粒子に固定して、 重力を利 用して反応系に投入することも可能である。
以上、 本発明の実施形態について説明してきたが、 本発明はこれに限定されず、 ム ί 種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
例えば、 ( 1 ) 標的物質の分離に際して粒子への非特異結合または非特異吸着 を更に抑えるために、 (2 ) 粒子の親和性を制御するために、 または (3 ) 官能 基を導入するための基材として用いるために、 ポリエチレングリコール、 ポリビ ニルアルコール、 ポリビュルピロリ ドン、 ポリアクリル酸、 ポリ( 2 -ェチノレ- 2 - ォキサゾリン)、 ポリジメチルアクリルアミド、 デキストラン、 プルラン、 ァガ ロース、 セファロース、 アミロース、 セロビオース、 キチン、 キトサン、 多糖、 正常血清、 ゥシ血清アルブミン、 ヒト血清アルブミン、 カゼイン、 脱脂粉乳およ びこれらの官能基誘導体から成る群から選択される少なくとも 1種以上の物質を 粒子本体表面に付着させてもよい。 付着方法としては、 特に限定されるものでは なく、 粒子の一般的な被覆法を用いてよい。 例えば、 ポリエチレングリコールを 用いた場合では、 粒子本体の表面には 「標的物質を結合させることが可能な物質 または官能基」 が固定化されていると共に、 かかるポリエチレングリコーノレが存 在することになる。
尚、 上述のような本発明は、 次の態様を包含する:
第 1の態様:標的物質が結合できる粒子であって、
「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 が粒子本体の表面に 固定化されており、
' 粒子の密度が 3 . 5 g / c m3~ 9 . O g Z c m3であり; また
粒子本体が貫通孔を有さないことを特徴とする粒子。
第 2の態様:上記第 1の態様において、 粒子の比表面積が 0 . 0 0 0 5 m2/ g〜l . 0 m2Z gであることを特徴とする粒子。
第 3の態様:上記第 1または 2の態様において、 粒子本体の表面の一部にポリ マーが被着しており、
「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 が粒子本体またはポ リマーの表面に固定化されていることを特徴とする粒子。
第 4の態様:上記第 3の態様において、 ポリマーが粒子本体の表面全体を被覆 しており、
「標的物質を結合させることが可能な物質または官能基」 がポリマーの表面に固 no 定化されていることを特徴とする粒子。
第 5の態様:上記第 3または 4の態様において、 ポリマーが、 ポリスチレン、 ポリ (メタ) アクリル酸、 ポリ (メタ) アクリル酸エステル、 ポリビニノレエーテ ノレ、 ポリウレタン、 ポリアミド、 ポリ酢酸ビュル、 ポリビニルアルコール、 ポリ ァリルァミンおよびポリエチレンィミンから成る群から選択される少なくとも 1 種以上のポリマーであることを特徴とする粒子。
第 6の態様:上記第 3〜 5の態様のいずれかにおいて、 ポリマーが、 架橋され ていることを特徴とする粒子。
第 7の態様:上記第 1〜 6の態様のいずれかにおいて、 粒子が非多孔質である ことを特徴とする粒子。
第 8の態様:上記第 1〜 7の態様のいずれかにおいて、 粒子本体が、 ジルコ二 ァ (酸化ジルコニウム、 イットリウム添加酸化ジルコニウム) 、 酸化鉄およびァ ルミナから成る群から選択される少なくとも 1種以上の材料から形成されている とを特徴とする粒子。: . . ' 第 9の態様:上記第!/〜 8の態様のいずれかにおいて、 磁性を有することを特 徴とする粒子。
第 1 0の態様:上記第 9の態様において、 飽和磁化が 0 . 5〜8 5 A ' m2/ k gであることを特徴とする粒子。
第 1 1の態様:上記第 1〜: L 0の態様のいずれかにおいて、 粒子の平均サイズ が 1 /i m〜: L mmであることを特徴とする粒子。
第 1 2の態様:上記第 1〜: L 1の態様のいずれかにおいて、 「標的物質を結合 させることが可能な物質 j 1 ビォチン、 アビジン、 ストレプトアビジンおよび ニュートラアビジンから成る群から選択される少なくとも 1種以上の物質である ことを特徴とする粒子。
第 1 3の態様:上記第 1〜; L 1の態様のいずれかにおいて、 「標的物質を結合 させることが可能な官能基」 力 カルボキシル基、 水酸基、 エポキシ基、 トシル 基、 スクシンイミド基、 マレイミド基、 チオール基、 チォエーテル基、 ジスルフ ィド基、 アルデヒド基、 アジド基、 ヒドラジド基、 一級ァミノ基、 二級アミノ基、 三級アミノ基、 イミドエステル基、 カルポジイミド基、 イソシァネート基、 ョー ドアセチル基、 カルボキシル基のハロゲン置換体、 および、 二重結合から成る群 から選択される少なくとも 1種以上の官能基であることを特徴とする粒子。
第 1 4の態様:上記第 3〜 1 3の態様のいずれかにおいて、 粒子本体の表面お よび/またはポリマーの表面の少なくとも一部に珪素含有物質および/またはポ リエチレングリコールが存在することを特徴とする粒子。
第 1 5の態様:上記第 1〜 1 4の態様のいずれかにおいて、 「標的物質を結合 させることが可能な物質または官能基」 と標的物質との間に働く吸着力または親 和力によって、 標的物質が粒子に結合できることを特徴とする粒子。
第 1 6の態様:上記第 1 5の態様において、 「標的物質を結合させることが可 能な物質または官能基」 と標的物質との間に働く親和力が、 静電相互作用、 π— π相互作用、 π—カチオン相互作用、 双極子相互作用、 疎水相互作用、 水素結合、 配位結合または生化学的相互作用に起因することを特徴とする粒子。
第 1 7の態様:上記第 1〜 1 6の態様のいずれかの粒子を用いて、 試料中から 標的物質を分離する又は標的物質を固定した粒子を得る方法であって、 .
( i ) 標的物質を含んで成る試料と粒子とを接触させ、 粒子と標的物質とを結合 させる工程、
( i i ) 試料を静置に付して、 試料中で粒子を自然沈降させる工程、 および ( i i i ) 試料中で沈殿した粒子を回収することによって、 試料から標的物質を 分離する又は標的物質を固定した粒子を得る工程
を含んで成る方法。
第 1 8の態様:上記第 1 7の態様の方法を利用して標的物質の分析、 抽出、 精 製または反応を行う方法。 産業上の利用の可能性
本発明の粒子は、 細胞、 蛋白質、核酸または化学物質等の標的物質の定量、 分 離、 精製および分析等に利用できる。 例えば、 本発明の粒子は、 D NA等の核酸 を結合させることができ、 結果的に D NAの解析に用いることができるので、 テ 一ラーメード医療技術にも資するものである。
実施例 粒子の分離速度およぴ非特異結合特性を確認するために、 以下に示す実施例お よび比較例を実施した。
《粒子の調製》
実施例 1 ~ 16および比較例 1〜 9では粒子を以下のように調製した。
(実施例 1)
実施例 1で調製した粒子は、 水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコ二 ァ粒子 Piである。 まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添加ジルコユア粒 子 を用意した。 かかる粒子 Piは、 粒径 50μπι、 比表面積 0. 02m2/g、 密度 6 gZcm3であった。 1 gの粒子 p をトルエン中に分散させ、 得られる 分散液に対して 1,3, 5, 7 -テトラメチ ンクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-8600) を 0. 5 gカロえた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを 蒸発させた後で.、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その 後、 150°Cの恒温槽中で粒子 p を 1 · ' 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 p 1が球水性に変化し、 粒子 1が1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシ口 キサンで被覆されたことを確認、した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 10 w t %ェタノールァミン 10 m 1を供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄 ·濾過 '乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコユア粒 子 Piを得た。 力かる粒子 は親水性であった。 粒子 の比表面積は 0. 0 2 m2 /gであって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 50 /xmであった (粒子 P
!の粒径とジルコユア粒子: iの粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(実施例 2)
実施例 2で調製した粒子は、 水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコ二 ァ粒子 P 2である。 粒子 P 2が磁性を有している点で実施例 1の粒子 P!と異なつ ている。
まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添加ジルコエア粒子!) 2を用意した。 かかる粒子 P 2は、 粒径 50/im、 比表面積 0· 02m2/gs 密度 6 gZCm3 であった。 1 gの粒子! 2を水中に分散させ、 得られる分散液に対してシラン力 ップリング剤 (信越化学工業製、 KBM-903) を添加することによって、 粒 子 p 2の表面にシランカップリング剤を被着させた。 次いで、 シプレーファーイ スト製 P d触媒 C a t a 1 y s t— 6 Fを加えて粒子!) 2の表面にメツキ核を生 成させた。 得られた粒子を 1. 2 N塩酸を用いて洗浄した後、 奥野製薬製ニッケ ルメツキ液トップニコロン LPHを用いて、 粒子表面にて磁性ニッケルメツキ層 を生成させ、 粒子を洗浄 '濾過 '乾燥に付した。 これ以降は、 実施例 1と同様の 処理を実施して、 水酸基が固定化された粒子 P2を得た。 つまり、 得られた粒子 を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより得られた分散液に対して、 1 Omgの塩化白金酸および 0.. 5 gの共栄社化学製ライトエステルを加えて、 8 0°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した後、 粒子に対して 1 0w t% ェタノ'ールァミン 10m 1を供することによって得られる分散液を室温下で 1 2 時間攪拌した。 その後、 粒子を洗浄 ·濾過'乾燥に付すことによって、 表面に水 酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコニァ粒子 P 2.を得た。 かかる粒子 P 2は親水性であった。 粒子 P2の比表面積は 0. 02 m2 Zgであって、 密度は 6 g/c 3、 粒径は約 50 //mであった (粒子 P2の粒径とジルコニァ粒子 p 2の粒径との差は測定誤差範囲内) 。 尚、 この粒子 P2の飽和磁化量を測定した ところ 4. 5 A · m2/k gであった。
(実施例 3)
実施例 3で調製した粒子は、 水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコ二 ァ粒子 P 3である。 実施例 1とは粒子の調製方法が異なっている。
まず、 ニツカトー (株) 製のィットリゥム添加ジルコユア粒子 p 3を用意した。 かかる粒子 p 3は、 粒径 50 m、 比表面積 0. 02m2/g、 密度 6 gZcm3 であった。 10 gの粒子! ) 3を純水 25 gに分散させ、 得られる分散液に対して、 末端にエポキシ基を有する 3—ダリシドキシプロピルトリメトキシシラン 3 gを 添加して 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した後、 粒子に対して 10 w t % ェタノールァミン 10 m 1を供することによって得られる分散液を室温下で 1 2 時間攪拌した。 そして、 粒子を洗浄'濾過 '乾燥に付すことによって、 表面に水 . 酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコユア粒子 Ρ 3を得た。 かかる粒子 Ρ
3は親水性であった。 粒子 Ρ3の比表面積は 0. 02m2 / であって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 5 Ομΐηであった (粒子 Ρ3の粒径とジルコニァ粒子 ρ 3の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(実施例 4)
実施例 4で調製した粒子は、 水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコ二 ァ粒子 Ρ 4である。 実施例 1および 3とは粒子の調製方法が異なっている。
まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添カロジルコユア粒子 ρ 4を用意した。 かかる粒子 ρ4は、 粒径 50/zm、 比表面積 0. 02m2Zg、 密度 e gZcm3 であった。 10 gの粒子! >4を純水 25 gに分散させ、 得られる分散液に対して テトラ トキシシラン 5 gおよびァンモユア水 5 gを添カ卩して 4時間攪拌した。 その後、 末端にエポキシ基を有する 3ーグリシドキシプロピルトリメトキシシラ ン 3 gを分散液に添加して 3時間攪拌を行つた。 次いで、 粒子を水洗した後、 粒 子に対して 10 w t%エタノールァミン 1 Omlを供することによって得られる 分散液を室温下で 12時間攪拌した。 その後、 粒子を洗浄■濾過 ·乾燥に付すこ とによって、 表面に水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコユア粒子 P4 を得た。 かかる粒子 P4は親水性であった。 粒子 P4 の比表面積は 0. 02m2 Zgであって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 5 であった (粒子 P4の粒 径とジルコユア粒子 p 4の粒径との差は測識差範囲内) 。 -'
(実施例 5)
実施例 5で調製した粒子は、 アビジンが固定化されたィットリゥム添カ卩ジルコ エア粒子 P 5である。
まず、 ニツカトー (株) 製のイツトリゥム添加ジルコユア粒子 p 5を用意した。 かかる粒子 p 5は、 粒径 50/xm、 比表面積 0. 02m2/gs 密度 S gZcm3 であった。 10 gの粒子 p 5を純水 25 gに分散させ、 得られる分散液を攪拌し ながら、 末端にエポキシ基を有する 3—グリシドキシプロピルトリメトキシシラ ン 3 gを分散液に添加して更に 4時間攪拌した。 次いで、 アセトンで粒子を洗浄 した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 エポキシ基を有するイットリウム 添加ジルコニァ粒子を得た。 引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mM P B S溶液 ( p H 7 · 2) 2 Omlに溶解している水溶液を供し、 一晚搅拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加 ジノレコ二ァ粒子 P 5を得た。 得られた粒子 P 5 の比表面積は 0. 02 m 2 gで あって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 50 jamであった (粒子 P5 の粒径とジ ルコユア粒子 p 5の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(実施例 6)
実施例 6で調製した粒子は、 アビジンが固定化されたアルミナ粒子 P 6である。 実施例 5とは原料粒子および調製方法が異なっている。
まず、 大明化学工業製のアルミナ粒子 P 6を用意した。 力かる粒子 p6は、 粒 径 200 μΐη、 比表面積 0. 008m2Zg、 密度 3. 6 g/ cm3であった。 1 gの粒子 p 6をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1,3, 5, 7-テト ラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS— 8600) を 0. 5 g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デシ ケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°Cの恒温槽中で 粒子 p6を 1. 5時間加熱した。 力かる処理によって、 粒子 p 6が疎水性に変化 し、 粒子 p 6が 1,3, 5, 7 -テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたこと を確認、した。 ― . .
弓 Iき続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 1 Omgの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 10 w t %エタノールァミン 1 Omlを供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄■濾過 ·乾燥に 付すことによって、 表面に氷酸基が固定化されたアルミナ粒子を得た。 かかる粒 子ほ親水性であった。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPBS溶液 (pH7. 2) 20 m 1に溶解している水溶液を加え、 一 B免攪拌 した。 その後、 10 mMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 n
34 粒子を真空乾燥に付すことによって、 ァビジンが固定化されたアルミナ粒子 P 6 を得た。 得られた粒子 P 6 の比表面積は 0. 008m2ノ gであって、 密度は 3. 6 g/cm3、 粒径は約 200 μπιであった (粒子 Ρ6 の粒径とジルコユア粒子 Ρ 6の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(実施例 7)
実施例 7で調製した粒子は、 アビジンが固定化された銅粒子 Ρ7である。 実施 例 6とは原料粒子が異なっている。
まず、 日立金属製の銅粒子!) 7を用意した。 力かる粒子! 7は、 粒径 50 !!1、 比表面積 0. 013m2Zg、 密度 8. 9 g/cm3であった。 1 §の粒子 7を トルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテ トラシロキサン (信越化学工業製、 LS-8600) を 0. 5 g加えた。 分散液 をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デシケ一ター中で粒子 を 50 °Cにて 4時間放置した。 その後、 150 °Cの恒温槽中で粒子 p 7を 1. 5 時間加熱した。 カかる処理によって、 粒子! ) 7が疎水性に変化し、 粒子 p7が 1,3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確認した。 引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 1 Omgの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 10 w t %ェタノールァミン 1 Om 1を供することによつて得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄■濾過 ·乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化された銅粒子を得た。 カゝかる粒子は親 水个生であった。 ' 引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPB S溶液 (p H 7. 2) 20mlに溶解している水溶液を加え、 一晩攪拌 した。 その後、 1 OmMPB S溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 ァビジンが固定化された銅粒子 P 7を得た。 得られた粒子 P7の比表面積は 0. 013m2 Zgであって、 密度は 8. 9 g/ cm3、 粒径は約 50 μπιであった (粒子 P7の粒径とジルコニァ粒子 p 7の粒 径との差は測定誤差範囲内) 。 (実施例 8)
実施例 8で調製した粒子は、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加ジルコ ユア粒子 P 8である。 実施例 6および実施例 Ίとは原料粒子が異なっている。 原料粒子がィットリゥム添カ卩ジルコユアから成る点で実施例 5と同じであるが、 実施例 8は、 実施例 5とは異なる物性値を有するィットリゥム添加ジノレコニァを 用いている。
まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添加ジルコニァ粒子 p8を用意した。 かかる粒子 1>8は、 粒径 30 πι、 比表面積 0. 03mVgs 密度 e gZcm3 であった。 1 gの粒子 p8をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-860 0) を 0. 5 g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後 で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°C の恒温槽中で粒子 p 8を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子! )8が 疎水性に変化し、 粒子 p 8が 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被 覆されたことを確認した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩ィ匕白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 1 Ow t%エタノールァミン 1 Omlを供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄 ·濾過 ·乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたイットリウム添加ジルコニァ粒 子を得た。 かかる粒子は親水性であった。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPBS^ (pH7. 2) 2 Om Uこ溶解している水溶液を加え、 ー晚攪拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (: H7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加 ジルコニァ粒子 P 8を得た。 得られた粒子 p8の比表面積は 0. 03m2 Zgで あって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 3 O/xmであった (粒子 P8 の粒径とジ ルコユア粒子 p 3の粒径との差は測定誤差範囲内) 。 (実施例 9)
実施例 9で調製した粒子は、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加ジルコ ユア粒子 P 9である。 原料粒子がィットリゥム添加ジルコニァから成る点で実施 例 5および 8と同じである力 実施例 9は、 実施例 5および 8とは異なる物性値 を有するィットリゥム添加ジノレコニァを用いている。
まず、 ネッレン (株) 製のイットリウム添加ジルコユア粒子; 9を用意した。 かかる粒子; 9は、 粒径 15 ;um、 比表面積 0. 04m2/g、 密度 6 § ^πι3 であった。 1 gの粒子 ρ 9をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1, 3, 5, 7 -テトラメチルシクロデトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-860 0) を 0. 5 g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後 で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°C の恒温槽中で粒子 p 9を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 p 9が 疎水性に変化し、 粒子 p9が 1,3, 5, 7 -テトラメチルシクロテトラシロキサンで被 覆されたことを確認した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 1 Owt%エタノールァミン 1 Omlを供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪持した。 次いで、 粒子を洗浄'濾過 ·乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたィットリゥム添カ卩ジルコユア粒 子 P 9を得た。 力かる粒子は親水性であった。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPB S溶液 (pH7. 2) 2 Omlに溶解している 7_R溶液を加え、 一 B免攪拌 した。 その後、 10 mM P B S溶液 (pH7. 2 ) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加 ジルコ二ァ粒子 p 9を得た。 得られた粒子 P 9の比表面積は 0. 04 m 2 / gで あって、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 15/ mであった (粒子 P9 の粒径とジ ルコニァ粒子 p 9の粒径との差は測 ¾m差範囲内) 。
(実施例 10) 実施例 10で調製した粒子は、 エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジ ルコユア粒子 。である。 かかる粒子は、 粒子本体の少なくとも一部にポリマ 一が被着していることを特徴としている。
まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添加ジルコニァ粒子 p10を用意し た。 かかるジルコユア粒子 p 10は、 粒径 30/zm、 比表面積 0. 03m2 /g、 密度 e g/cm3であった。 3 gのジルコユア粒子 p 1。を水/アルコール混合 溶液中に分散させ、 メタクリ口キシプ口ピルトリメトキシシラン 0. 13 gを加 えて 35 °Cで約 30分攪拌した。 その後、 窒素のバブリングを 30分行い、 p— スチレンスルホン酸ナトリウム 0. l g、 過硫酸カリウム 0. l g、 スチレンモ ノマー 9. 4 g、 ダリシジノレメタクリ レート 1. 4 gを加えて 70 で 8時間反 応させた。 反応終了後、 未反応物や沈降の遅い粒子を水洗浄によって除去するこ とによって、 エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジルコニァ粒子 0 を得た。 得られた粒子 Pi 。 の比表面積は 0. 05 m2 であって、 密度は 5. 5 g/cm3、 粒径は約 30 /imであった (粒子 Pi 。の粒径とジルコユア粒子 p10の粒径との差は測 差範囲内) 。 尚、 得られた粒子 0の比表面積が 原料粒子 p 10の比表面積よりも増えているが、 これは、 一部のポリマーが粒状 に被着したことが原因の 1つとして考えられる。
(実施例 11)
実施例 1 1で調製した粒子は、 ァビジンが固定化されたポリスチレン被着ジル コニァ粒子 1である。 エポキシ基の代わりにアビジンが固定化されている点 が実施例 10の粒子 0 と異なっている。
実施例 10で得られた 「エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着ジルコ二 ァ粒子 P1 () 」 200m gを、 10 Omgのアビジンが 1 OmMPB S溶液 (ρ Η7. 2) 2 Om 1に溶解している水溶液に供し、 一 Β免攪拌した。 その後、 10 mMPB.S溶液 (pH7. 2) およぴ水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に 付すことによって、 ァビジンが固定化されたポリスチレン被着ジルコェァ粒子 P : ! を得た。 得られた粒子 1の比表面積は 0. 05m2 Zgであって、 密度 は 5. 5 g/cm3、 粒径は約 30 /imであった (粒子 xの粒径とジルコ二 ァ粒子 p! 0の粒径との差は測定誤差範囲内) 。 尚、 得られた粒子 P の比表 面積が原料粒子 P10の比表面積よりも増えているが、 これは、 実施例 10と同 様、 一部のポリマーが率立状に被着したことが原因の 1つとして考えられる。
(実施例 12)
実施例 12で調製した粒子は、 エポキシ基が固定化された架橋ポリスチレン被 着ジルコユア粒子 2である。 被着ポリマ ^~のポリスチレンが架橋されている 点が実施例 10の粒子 0 ど異なっている。
実施例 10のスチレンモノマーの架橋剤としてジビニノレベンゼン 0. 3 gを用 いた以外は実施例 10と同様な処理を行うことによって、 「エポキシ基が固定化 された架橋ポリスチレン被着ジルコ二ァ粒子 Ρα 2 J を得た。 得られた粒子 P ! 2 の比表面積は 0. 05m2 /gであって、 密度は 5. 5 g/cm3、 粒径は 約 30 / mであつた (粒子 P! 2の粒径とジルコユア粒子 p x。の粒径との差は 測定誤差範囲内) 。 尚、 得られた粒子 2 の比表面積が原料粒子 の比表 面積よりも増えているが、 これは、 実施例 1と同様、 一部のポリマーが粒状に被 着したことが原因の 1つとして考えられる。
(実施例 13)
実施例 13で調製した粒子は、 エポキシ基が固定化されたポリスチレン被着の 磁性ジルコニァ粒子 3である。 粒子 Pi 3が磁性を有している点で実施例 1 0の粒子 。 と異なっている。
まず、 ニツカトー (株) 製のィットリゥム添加ジルコニァ粒子 p i 3を用意し た。 かかる粒子 p13は、 粒径 30μιη、 比表面積 0. 03m2 /g、 密度 6 g /cm3であった。 1 gの粒子 p 3を水中に分散させ、 得られる分散液に対し てシランカツプリング剤 (信越化学工業製、 KBM-903) を添加することに よって、 粒子 p13の表面にシランカップリング剤を被着させた。 次いで、 シプ レーファーイスト製 p d触媒 C a t a 1 y s t - 6 Fを加えて粒子! i 3の表面 にメツキ核を生成させた。 得られた粒子を 1. 2 N塩酸を用いて洗浄した後、 奥 野製薬製二ッケルメツキ液トップニコロン L P Hを用いて、 粒子表面に二ッケル メツキ層を生成させ、 粒子を洗浄'濾過 '乾燥に付した。 これ以降は、 実施例 1 0と同様の処理を実施して、 「エポキシ基が固定ィ匕されたポリスチレン被着の磁 性ジルコユア粒子 Pl 3 を得た。 得られた粒子 3 の比表面積は 0. 05m2 Zgであって、 密度は 6. 5 g/cm3、 粒径は 32 μΐηであった。 また、 この 粒子 Pi a の飽和磁化量を測定したところ 6. 5 A · m2 /k gであった。 尚、 得られた粒子 Pi 3 の比表面積が原料粒子 Pi 0の比表面積よりも増えている力 これは、 実施例 10と同様、 一部のポリマーが粒状に被着したことが原因の 1つ として考えられる。
(実施例 14)
実施例 14で調製した粒子は、 「抗ヒ ト CRPモノクローナル抗体 6404」 が固定化されたィットリゥム添加ジレコユア粒子 Pi 4である。 まず、 ニツカト 一 (株) 製のイットリウム添加ジルコユア粒子 4を用意した。 力かる粒子 P l 4は、 粒径 50 、 比表面積 0. 02m2 /g、 密度 6 gZcm3であった。
1 gの粒子 p14をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1,3, 5, 7-テ トラメチ ンクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-8600) を 0. 5 gカロえた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デ シケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°Cの恒温槽中 で粒子 P i 4を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 p i 4が疎水性に 変化し、 粒子!) i 4が 1, 3, 5, 7 -テトラメチルシクロテトラシ口キサンで被覆され たことを確認した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 1 Omgの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 その粒子に対して 10 w t%エタノールァミン 1 Omlを供することによつ て得られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄 ·濾過 -乾 燥に付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコ二 ァ粒子 4, を得た。 かかる粒子 4, は親水性であった。
この粒子 4 ' にトシルク口ライドを加え攪拌した。 得られた粒子を洗浄し、 トシル基活性ィ匕ジルコユア粒子を得た。 このトシル基活性化ジルコユア粒子に抗 ヒ ト CRPモノクローナル抗体 6404 (Me d i xB i o c h em i c a製) を固定化した。 尚、 HRP— Ra b b i t -An t i一 Mo u s e I gG2a 2次抗体 (ZYMED社製) による発色から粒子表面に抗ヒト CRPモノクロ一 ナル抗体 6404が固定化されていることを確認した。 以上の操作によって得ら れた粒子 4の比表面積は、 0. 02m2 /gであって、 密度は 6 g/cm3 粒径は 50 mであった。
(実施例 15)
実施例 15で調製した粒子は、 水酸基が固定化されたィットリゥム添カ卩ジルコ ニァ粒子 Pi 5である。 実施例 1とは粒子の調製方法が異なっている。
まず、 ニツカトー (株) 製のイットリウム添加ジルコユア粒子: 5を用意し た。 かかる粒子 p15は、 粒径
Figure imgf000041_0001
密度 6 g/ cm3であった。 1 gの粒子 5を水中に分散させ、 得られる分散液に対して、 KBE-402 (信越化学工業製) をエタノールに混合させた溶液を滴下した。 これにアンモニア水を加え、 室温で 4時間撹拌した。 次いで、 粒子を水洗した後、 粒子に対して 10w t%エタノールァミン 1 Om 1を供することによって得られ る分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄■濾過 ·乾燥に付す ことによって、 表面に水酸基が固定化されたィットリゥム添加ジルコニァ粒子 P 15を得た。 かかる粒子 P! 5は親水性であつた。 粒子 P 5の比表面積は 0. 02 in2 Zgであって、 密度は 6 gZcm3、 粒径は約 5 O/xmであった (粒子 P 5の粒径とジルコユア粒子 p x 5の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(実施例 16)
実施例 16で調製した粒子は、 実施例 1の粒子にアビジンが固定化されたイツ トリウム添加ジルコニァ粒子 Pi 6である。
実施例 1で得られた粒子 200 m gに対して、 100 m gのァビジンが 10m MPBS溶液 (pH7. 2) 20mlに溶解している水溶液を供し、 一 B免攪拌し た。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化されたィットリゥム添加 ジルコユア粒子 P! 6を得た。 得られた粒子 P! 6の比表面積は 0. 02m2 / gであって、 密度は e gZcm3、 粒径は約 50 /xmであった。
ちなみに、 上述の実施例には、 エポキシ基を有したシランカップリング剤を用 いた例が含まれているが、 シランカップリング剤として、 メルカプト基、 二重結 合を有する官能基などを有したものを用いてもよ'いことに留意されたい。 ,
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(比較例 1 )
比較例 1で調製した粒子は、 水酸基が固定化された架橋アクリル粒子 であ る。
まず、 綜研化学 (株) 製の架橋アクリル粒子 を用意した。 力かる粒子 は、 粒径 30 μιη、 比表面積 0. 03
Figure imgf000042_0001
、 密度 1. 19 g/cm3であ つた。 1 gの粒子 r をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して
1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-860 0) を l g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 次いで、 150°Cの恒 温槽中で粒子を 1. 5時間加熱した。 力かる処理によって、 粒子 r が疎水性に 変ィ匕し、 粒子が 1, 3, 5, 7 -テトラメチレシクロテトラシロキサンで被覆されたこと を確言忍した。
弓 Iき続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 20111§の塩化白金酸ぉょぴ1 gの共栄社化学製ライ トエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した後、 粒子に対して 10 w t %ェタノールァミン 20 m 1を供することによって得られ る分散液を室温下で 12時間攪拌した。 その後、 粒子を洗浄 ·濾過 ·乾燥に付す ことによって、 表面に水酸基が固定化された架橋アクリル粒子 1^を得た。 か る粒子 R 1は親水性であった。 粒子 R 1 の比表面積は 0. 033 m2ゾ gであつ て、 密度は 1. 19 gZcm3、 粒径は約 3 O^umであった (粒子 1^ の粒径と ジルコニァ粒子 r!の粒径との差は測定誤差範囲內) 。
' (比較例 2)
比較例 2で調製した粒子は、 アビジンが固定化された多孔質ゼォライト粒子 R 2である。
まず、 東ソー (株) 製のゼォライト粒子 (HSZ— 700) r 2を用意した。 かかる粒子 r2は、 粒径 18 m、 比表面積 170m2Zg、 密度 2. 3 g/c m3であ た。 1 gの粒子 r 2をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対し て I,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS— 86 00) を 2 g加えた。 分散液をエバポレートに付してト /レエンを蒸発させた後で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 次いで、 150°Cの恒 温槽中で粒子を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 r2が疎水性に 変化し、 粒子が 1, 3, 5, 7 -テトラメチノレシクロテトラシロキサンで被覆されたこと を確認した。
得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより得られた分散 液に対して、 2 Omgの塩化白金酸および 2 gの共栄社化学製ライトエステルを 加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 そして、 粒子を水洗した後、 粒子に対して 1 Owt%エタノールァミン 2 Om 1を供することによって得られる分散液を室 温下で 12時間攪拌した。 その後、 粒子を洗浄 ·濾過 '乾燥に付すことによって、 表面に水酸基が固定化された多孔質ゼォライト粒子 r 2を得た。 かかる粒子 r 2 は親水性であった。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mM P B S溶液 ( p H 7. 2) 20m lに溶解している 7_溶液を加え、 一 Β免攪拌 した。 その後、 10 mM P B S溶液 ( ρ Η 7. 2 ) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化された多孔質ゼオライト 粒子 R2を得た。 得られた粒子 R2の比表面積は 170m2 / であって、 密度 は 2. 3 gZcm3、 粒径は約 18 mであった (粒子 R2 の粒径とジルコユア 粒子 r 2の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(比較例 3)
比較例 3で調製した粒子は、 アビジンが固定化されたシリカ粒子 R3である。 比較例 2とは原料粒子が異なっている。
まず、 二ップンテクノクラスタ製のシリカ粒子 r 3を用意した。 かかる粒子 r 3は、 粒径 3. 0^ 111、 比表面積1. 2m2Zg、 密度 1. 96 gZcm3であつ た。 1 gの粒子 r 3をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1, 3,5,7- テトラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS— 8600) を 0.
5 gカロえた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デ シケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°Cの恒温槽中 で粒子を 1. 5時間力 []熱した。 かかる処理によって、 シリカ粒子 r 3が疎水性に 変化し、 シリ力粒子 r 3が 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシ口キサンで被覆 されたことを確認、した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 10 w t %エタノールァミン 10 m 1を供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄'濾過 '乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたシリカ粒子シリカ粒子 r 3を得 た。 かかる粒子 r 3は親水性であつた。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPB S溶液 (pH7. 2) 20mlに溶解している水溶液を加え、 一晚攪拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後, 粒子を真空乾燥に付すことによって、 ァビジンが固定化されたシリ力粒子 R 3を 得た。 得られた粒子 R 3 の比表面積は 1. 2m2 Zgであって、 密度は 1. 96 g/cm3、 粒径は約 3. 0 //mであった (粒子 R3の粒径とジルコ二ァ粒子 r 3の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(比較例 4)
比較例 4で調製した粒子は、 ァビジンが固定化されたタンダステン粒子 R 4で ある。 比較例 2および 3とは原料粒子が異なっている。
まず、 日立金属製のタングステン粒子 r 4を用意した。 力かる粒子 r4は、 粒 - 径 100
Figure imgf000044_0001
、 密度 1 9. 1 §701113でぁった 1 gの粒子! ·4をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して 1,3, 5, 7 -テト ラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 LS-8600) を 0. 5 g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後で、 真空デシ ケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°Cの恒温槽中で 粒子を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 r4が疎水性に変化し、 粒子 r 4が 1, 3, 5, 7 -テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆されたことを確 認した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩化白金酸おょぴ 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 1 Ow t°/oエタノールァミン 1 Omlを供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄.濾過 '乾燥に 付すことによって、 表面に水酸基が固定化されたタングステン粒子 r 4を得た。 力かる粒子 r 4は親水性であつた。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMP B S溶液 (p H 7. 2) 20m lに溶解している水溶液を加え、 一B免攪拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定化されたタングステン粒子 R4を得た。 得られた粒子 R4 の比表面積は 0. 003m2 Zgであって、 密度 は 19. 1 g/cm3、 粒径は約 100 jumであった (粒子 R4 の粒径とジルコ 二ァ粒子 r 4の粒径との差は測 ¾m差範囲内) 。
(比較例 5)
比較例 5で調製した粒子は、 アビジンが固定化された多孔質構造を持つジルコ ユア粒子 R5である。 比較例 2〜4とは原料粒子が異なっている。
まず、 ZirChrom社製多孔質ジルコニァ粒子 (ZirChrom- PHASE) r5を用意した。 かかる粒子 r 5は、 粒径 25/zm、 比表面積 30m2Zg、 密度 6 gZ cm3であ つた。 1 gの粒子 r 5をトルエン中に分散させ、 得られる分散液に対して
1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサン (信越化学工業製、 L S— 860 0) を 0. 5 g加えた。 分散液をエバポレートに付してトルエンを蒸発させた後 で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°C の恒温槽中で粒子を 1. 5時間加熱した。 かかる処理によって、 粒子 r 5が疎水 性に変化し、 粒子 r 5が 1, 3, 5, 7-テトラメチルシクロテトラシロキサンで被覆さ れたことを確言忍した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 10 m gの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 1 Ow t%エタノールァミン 10 m 1を供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄■濾過 ·乾燥に Ar
45 付すことによって、 表面に水酸基が固定化された多孔質ジルコユア粒子 r 5を得 た。 かかる粒子 r 5は親水性であつた。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMP B S溶液 ( ί> H 7. 2) 20m lに溶解している水溶液を加え、 一 B免攪拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 アビジンが固定ィ匕された多孔質構造を持つ ジルコユア粒子 R5を得た。 得られた粒子 R5の比表面積は 3 Om2 Zgであつ て、 密度は 6 g/cm3、 粒径は約 25 μπιであった (粒子 R5 の粒径とジルコ ニァ粒子 r 5の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(比較例 6)
比較例 6で調製した粒子は、 ァビジンが固定化された多孔質シリ力粒子 R 6で ある。 比較例 2〜 5とは原料粒子が異なつている。
まず、 旭硝子エスアイテック製の多孔質シリカ粒子 (サンスフエア L- 121) r 6を用意した。 かかる粒子 r 6は、 粒径 11. 5 m、 比表面積 336 m2/ g、 密度 2. O gZcm3であった。 1 gの粒子 r 6をトルエン中に分散させ、 得ら れる分散液に対して 1, 3, 5, 7-テトラメチノレシクロテトラシロキサン (信越化学ェ 業製、 LS— 8600) を 0. 5 gカ卩えた。 分散液をエバポレートに付してトル ェンを蒸発させた後で、 真空デシケーター中で粒子を 50°Cにて 4時間放置した。 その後、 150°Cの恒温槽中で粒子を 1. 5時間カロ熱した。 力かる処理によって、 粒子 r 6が疎水性に変化し、 粒子 r 6が 1, 3, 5, 7 -テトラメチルシクロテトラシ口 キサンで被覆されたことを確認した。
引き続いて、 得られた粒子を水中に分散させて 80°Cに加熱した。 これにより 得られた分散液に対して、 1 Omgの塩化白金酸および 0. 5 gの共栄社化学製 ライトエステルを加えて、 80°Cにて 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を水洗した 後、 粒子に対して 1 Ow t%エタノールァミン 1 Om 1を供することによって得 られる分散液を室温下で 12時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄 ·濾過 ·乾燥に 付すことによって、 表面にアビジンが固定化された多孔質シリカ粒子 r 6を得た。 かかる粒子 r 6は親水性であった。
引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 10 mMPB S溶液 (pH7. 2) 20mlに溶解している 7k溶液を加え、 一 B免攪拌 した。 その後、 l OmMPBS溶液 (pH7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 了ビジンが固定化された多孔質シリ力粒子 R6を得た。 得られた粒子 R 6 の比表面積は 336 m2 であって、 密度は 2. O gZcm3、 粒径は約 11. であった (粒子 R6 の粒径とジノレコニァ粒 子 r 6の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(比較例 7) .
比較例 7で調製した粒子は、 エポキシ基が固定化された架橋アクリル粒子 R7 である。 比較例 1とは固定化される官能基の点で異なっている。
まず、 綜研化学 (株) 製の架橋アクリル粒子 r 7を用意した。 力かる粒子 r7 は、 粒径 30 zm、 比表面積 0. 031112 8、 密度1. lO gZcm3であつ た。 10 gの粒子 r 7を純水 25 gに分散させ、 得られる分散液に対して、 末端 にエポキシ基を有する 3—ダリシドキシプロピルトリメトキシシラン 3 gを添加 して 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄'濾過 '乾燥に付すことによって、 表 面にエポキシ基が固定化された架橋アクリル粒子 R7 を得た。 得られた粒子 R7 の比表面積は 0 · 03 m2 / gであって、 密度は 1. 19 / c m3、 粒径は約 3 0 μ mであった (粒子 R 7の粒径とアタリル粒子 r 7の粒径との差は測定誤差範 囲内) 。 尚、 力かる粒子 R7は親水性であった。
(比較例 8)
比較例 8で調製した粒子は、 アビジンが固定化された多孔質ゼォライト粒子 R
8である。 比較例 2とは製造方法が異なっている。
まず、 東ソー (株) 製のゼォライト粒子 (HSZ— 700) r 8 を用意した。 かかる粒子 r 8 は、 粒径 18 /xm、 比表面積 17 Om2 /g、 密度 2. 3 g/c m3であった。 10 gの粒子 r 8 を純水 25 gに分散させ、 得られる分散液に対 して、 末端にエポキシ基を有する 3—ダリシドキシプロピノレトリメトキシシラン 3 gを添加して 4時間攪拌した。 次いで、 粒子を洗浄 ·濾過 ·乾燥に付すことに よって、 表面にエポキシ基が固定化された多孔質ゼォライト粒子 r8 を得た。 力 力る粒子 r 8 は親水性であった。 引き続いて、 得られた粒子 20 Omgに対して、 10 Omgのアビジンが 1 OmMPB S溶液 (pH7. 2) 20mlに溶角军して ^ レヽる水溶液を加え、 一 B免攪拌した。 その後、 10 mM P B S溶液 ( p H 7. 2) および水で粒子を洗浄した後、 粒子を真空乾燥に付すことによって、 了ビジンが 固定化されたジルコユア粒子 R8 を得た。 得られた粒子 R8の比表面積は 170 m2 /gであって、 密度は 2. 3 gZcm3、 粒径は約 18 μιηであった (粒子 R 8 の粒径とアタリノレ粒子 r 8の粒径との差は測定誤差範囲内) 。
(比較例 9)
比較例 9で調製した粒子 R9は、 「抗ヒト CRPモノクローナル抗体 640 4」 が固定匕された D.y n a b e a .d s M_ 280 To s y l a c t i v a t e d粒子である。
かかる粒子 R 9は、 Dyn a b e a d s M— 280 To s y l a c t i v a t e d粒子 (ダイナル製) に抗ヒト CRPモノクローナル抗体 6404 (Me d i xB i o c h emi c a製) を加え撹拌し、 磁気分離で洗浄を行い、 抗ヒト C R Pモノクローナル抗体 6404 (Me d i xB i o c h emi c a製) を粒 子表面に固定化することによって作製した。 尚、 HRP— R a b b i t— An t i一 Mo u s e I gG2a 2次抗体による発色から粒子表面に抗ヒト C R P モノクローナル抗体 6404が固定化されていることを確認した。 得られた粒子 R9 の比表面積は、 6m2 Zgであって、 密度は 1. 3 g/cm3、粒径は 2. 8 μπιであった。
以上の実施例 1〜 16および比較例 1〜 9の種々の条件を表 Γに示す。
Figure imgf000049_0001
《粒子の分離速度の確認試験》
実施例および比較例で得られた粒子の分離速度を確認するために、 以下のよう な試験を実施した。
まず、 実施例および比較例で得られた粒子 1 gをそれぞれ試験管内の 5 m 1の 水に分散させて静置させた。 そして、 静置後から透明な上澄みが得られるまでの 時間 (以下 「分離時間」 とも呼ぶ) を測定した。 分離時間は、 粒子の自然沈降に よる移動速度 (即ち、 自然沈降速度) 力 ら間接的に把握できる。 また、 同様な操 作を試験管の底部近傍に磁石を配置した状態で行った。 結果を表 2に示す。
(表 2)
Figure imgf000051_0001
表 2の結果からは、 以下の事項を把握することができる。
(a) 密度の大きい実施例の粒子の自然沈降速度は、 総じて比較例の粒子の自然 Π 1
51 沈降速度よりも相当速い (比較例 4の沈降速度に関しては、 1 9 . 1 g / c m3 と大きい密度に起因していることに留意されたい) 。 つまり、 本発明の粒子の分 離速度は比較例の粒子の分離速度よりも速く、 本発明の粒子を用いると、 標的物 質を試料からより速く分離できる。
( b ) 同程度の密度 (1 . 9 6〜2 . 3 g / c m3) の比較例 2、 3、 6および 8の間で自然沈降速度を比べると、 比表面積が大きい比較例 6の場合の自然沈降 速度が最も遅くなつている。 比較例 6の原料粒子の多孔質粒子であるが、 そのよ うな比表面積が大きい多孔質粒子 (即ち、 内部貫通ネットワーク構造を持ってい る粒子) は、 空隙部が多く、 気体が粒子内部に存在し、 沈降しにくくなつたと推 測される。 つまり、 比表面積が大きい多孔質粒子などでは分離速度が遅くなると いえる。 本発明の粒子の比表面積は比較的小さいが、 そのような小さい比表面積 の点からも、 本発明の粒子はより速く標的物質を試料から分離できるといえる。 ( c ) また、 実施例 1と実施例 2とを比べると、 または、 実施例 1 0と実施例 1
3とを比べると、 磁性を有する粒子に対しては、 自然沈降に加えて磁気分離操作 を補助的に行うことよって、 粒子の分離速度をより速くできる。 《原料粒子の表面状態の確認試験》
日立走査型電子顕微鏡 (S EM、 型式 S— 4 5 0 0 ) を用いて、 実施例 1と比 較例 6で用いた原料粒子の表面状態を観察した。 結果を図 2〜5に示す。 図 2お よび図 3が実施例 1で用いたィットリゥム添加ジルコニァ粒子 p iの電顕写真で あり、 図 4および図 5が比較例 6で用いた多孔質シリカ粒子 r 6の電顕写真であ る。 図 2〜図 5から明らかなように、 実施例 1の粒子は非多孔質粒子であり、 粒 子表面は凹凸がなく滑らかであるのに対し、 比較例 6の粒子は多孔質の粒子であ り、 表面の凹凸が大きくでこぼこしている。 このことから、 比表面積が格段に違 うこと、 即ち、 本発明の粒子の比表面積がより小さいことを理解できょう。 尚、 図 2および図 3を参照すると、 本発明の粒子では 「粒子本体が貫通孔を有さな い」 ということが理解できるであろう。 《粒子の特異■非特異結合特性の確認試験》
実施例 5および実施例 1 1で得られた粒子 P 5およぴ粒子 P i i、 P 6ならびに 比較例 2、 4、 5、 6および 8で得られた粒子 R2、 粒子 R4、 粒子 R5、 粒子 R 6および粒子 R8を用いて、 粒子 (P5、 Plls P16、 R2、 R4s R5、 R6、 a) の特異'非特異結合特性を確認した。 標的物質としては、 HRPおよびピオ チン化 HRPの 2種類の物質を用いた (両者の酵素活性は略同等である) 。 粒子 に固定化されているアビジンは、 ビォチン化 HRPと特異的に結合するが、 HR Pとは特異的に結合しない。 つまり、 ピオチン化 HRPは粒子に特異的 (優先 的) に結合し、 一方、 HRPは、 粒子の細孔領域などに吸着され得、 粒子に対し て非特異的に結合することになる。
粒子 P5および粒子 Pu、 P16ならびに、 粒子 R2、 粒子 R4、 粒子 R5、 粒子 R6および粒子 R8に対してはそれぞれ同様の操作を行ったため、 以下では、 実 施例 5の粒子 P 5に対する操作を中心に説明する。 まず、 1. 5mlチューブを 2つ用意し、 それぞれに適当量 (発色量が 0. 01〜1. 5になるような量) の 粒子 P 5を仕込んだ。 一方のチューブには、 濃度 20 n gZm 1のビォチン化 H RPを 100 μ 1力 Πえ、 もう一方のチューブには、 濃度 20 n g/m 1の HRP を 10 Ομ 1加えた後、 ボルテックスミキサ一で 30分間攪拌した。 その後、 1 OmMP B S緩衝液 (pH7. 2) 400μ 1で、 それぞれのチューブに仕込ま れた粒子 Ρ 5を洗净し遠心分離に付した。 この洗浄および遠心分離を 4回行った。 PBS緩衝液 (ρΗ7. 2) を除去した後、 粒子 Ρ5が含まれるそれぞれのチュ ーブに 200 μ 1の ΤΜΒ (テトラメチルベンジジン) を加えて 30分間静置さ せることによって、 粒子 Ρ 5を発色させた。 次いで、 1N硫酸を 200μ 1加え て、 反応を停止させた。 そして、 TE CAN社製プレートリーダー I n f i n i t e 200で吸光度 (450 nm) を測定することによって、 それぞれのチュー ブに仕込まれた粒子 P5の発色量を求めた。 ピオチン化 HR Pが供された粒子 P 5に対する発色量おょぴ H R Pが供された粒子 P 5に対する発色量は、 それぞれ、 粒子 P 5に対して特異的に結合するビォチン化 H R Pの量および粒子 P 5に対し て非特異的に結合する HRPの量に比例するものである。 従って、 非特異的に結 53 合する HR Pに対する発色量 I非特異に対する特異的に結合するビォチン化 H R P の発色量 I特異の比 (1特 / 1非特 ) が大きい場合では粒子の非特異結合特性が より少なく、 逆に、 かかる比 (I特異 I非特異) が小さい場合では粒子の非特異結 合特性がより大きいことになる。
同様の操作を、 実施例 1 1の粒子 P u、 実施例 1 6の粒子 P 1 6、 比較例 2の 粒子 R 2、 比較例 4の粒子 R 4、 比較例 5の粒子 R 5、 比較例 6の粒子 R 6および 比較例 8の粒子 R 8に対しても行い、 それぞれの粒子に対して特異的に結合する ピオチン化 H R Pの発色量 I特異および非特異的に結合する H R Pの発色量 I非特異 を求めた。
結果を表 3に示す。 表 3の結果から分かるように、 実施例 5の粒子 P 5、 実施 例 1 1の粒子 P 1 1 N およぴ実施例 1 6の粒子 P 1 6の方が比較例 2の粒子 R 2と比 較例 5の粒子 R 5、 比較例 6の粒子 R 6およぴ比較例 8の粒子 R 8よりも I特異/ I 非特異の値が大きく非特異結合が抑えられていることが分かった。 つまり、 比表面 積が小さく実質的に非多孔質の本宪明の粒子では、 標的物質以外の物質が結合す る非特異結合を抑えることができることを理解できょう。 尚、 比較例 4の粒子 R 4では非多孔質であるため、 非特異の発色量 (I非特異) が小さくなつているが、 特異吸着の発色量 (I特異) も低くなつている。 この理由は明らかではないが、 原料粒子が関係しているものと考えられる (より具体的には、 表面処理を行いァ ビジンなどを被着する際に、 原料粒子の比重が大きすぎるために粒子がアビジン を破壌し、 ビォチン化 HR Pが特異的に結合できなくなっているのではないかと 推測される) 。
(表 3 )
Figure imgf000055_0001
《まとめ》
以上の 「粒子の分離速度の確認試験」 および 「粒子の非特異結合特性の確認試 験」 力ゝら、 本発明の粒子は、 自然沈降による移動速度だけでも十分な分離速度を 得ることができると共に、 標的物質以外の物質が結合する非特異結合を抑えるこ とができることが分かった。 また、 「原料粒子の表面状態の確認試験」 からは、 本発明の粒子が非多孔質粒子であり、 「粒子本体が貫通孔を有さない」 ことを確 認することができた—。 ' '

Claims

1. 標的物質が結合できる粒子であって、
前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が粒子本体の表面に 固定化されており、
前記粒子の密度が 3. 5 g/cm3〜9. O g/cm3であり、 また
前記粒子本体が貫通孔を有さないことを特徴とする、 粒子。
2. 前記粒子の比表面積が 0.
Figure imgf000056_0001
〜1. 0m2/gであることを α
特徴とする、 請求項 1に記載の胄子。
3. 前記粒子本体の表面の一部にポリマーが被着しており、
前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が前記粒子本体また は前記ポリマーの表面に固定化されていることを特徴とする、 請求項 1に記載の 粒子。
4. 前記ポリマーが、 前記粒子本体の表面全体を被覆しており、
前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基が前記ポリマーの表面 に固定化されていることを特徴とする、 請求項 3に記載の粒子。
5. 前記ポリマーが、 ポリスチレン、 ポリ (メタ) アタリノレ酸、 ポリ (メタ) ァ クリル酸エステル、 ポリビュルエーテル、 ポリウレタン、 ポリアミド、 ポリ酢酸 ビニノレ、 ポリビュルアルコール、 ポリアリルァミンぉよびポリェチレンィミンか ら成る群から選択される少なくとも 1種以上のポリマーであることを特徴とする、 請求項 3に記載の粒子。
6. 前記ポリマーが、 架橋されていることを特徴とする、 請求項 3に記載の粒子。
7. 前記粒子が非多孔質であることを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
8. 前記粒子本体が、 ジルコユア、 イットリウム添加ジルコニァ、 酸化鉄おょぴ アルミナから成る群から選択される少なくとも 1種以上の材料から形成されてい ることを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
9. 前記粒子が磁性を有することを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
10. 飽和磁化が 0. 5〜85 A■ m2/k gであることを特徴とする、 請求項 9に記載の粒子。
1 1 . 前記粒子の平均サイズが 1 μ II!〜 1 mmであることを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
1 2 . 前記標的物質を結合させることが可能な物質が、 ピオチン、 アビジン、 ス トレブトアビジンおよびニュートラアビジンから成る群から選択される少なくと も 1種以上の物質であることを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
1 3 . 前記標的物質を結合させることが可能な官能基が、 カルボキシル基、 水酸 基、 エポキシ基、 トシル基、 スクシンイミド基、 マレイミド基、 チオール基、 チ ォエーテノレ基、 ジスノレフィド基、 アルデヒド基、 アジド基、 ヒドラジド基、 一級 アミノ基、 二級ァミノ基、 三級ァミノ基、 イミドエステル基、 カルボジィミド基、 イソシァネート基、 ョードアセチル基、 カルボキシル基のハロゲン置換体、 およ び、 二重結合から成る群から選択される少なくとも 1種以上の官能基であること を特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
1 4 . 前記粒子本体の表面および/または前記ポリマーの表面の少なくとも一部 に珪素含有物質および Zまたはポリエチレングリコールが存在することを特徴と する、 請求項 3に記載の粒子。
1 5 . 前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基と前記標的物質 との間に働く吸着力または親和力によって、 前記標的物質が前記粒子に結合でき ることを特徴とする、 請求項 1に記載の粒子。
1 6 . 前記標的物質を結合させることが可能な物質または官能基と前記標的物質 との間に働く前記親和力が、 静電相互作用、 π— π相互作用、 π—力チオン相互 作用、 双極子相互作用、 疎水相互作用、 水素結合、 配位結合または生化学的相互 作用に起因することを特徴とする、 請求項 1 5に記載の粒子。
1 7 . 請求項 1に記載の粒子を用いて、 試料中から標的物質を分離する又は標的 物質を固定した粒子を得る方法であって、
( i ) 標的物質を含んで成る試料と前記粒子とを接触させ、 前記粒子と前記標的 物質とを結合させる工程、
( i i ) 前記試料を静置に付して、 前記試料中で前記粒子を自然沈降させる工程、 および
( i i i ) 前記試料中で沈殿した前記粒子を回収することによって、 前記試料か ら前記標的物質を分離する又は前記標的物質を固定した前記粒子を得る工程 を含んで成る方法。
18. 請求項 2に記載の粒子を用いて、 試料中から標的物質を分離する又は標的 物質を固定した粒子を得る方法であって、
(i) 標的物質を含んで成る試料と前記粒子とを接触させ、 前記粒子と前記標的 物質とを結合させる工程、
(i i) 前記試料を静置に付して、 前記試料中で前記粒子を自然沈降させる工程、 および
(i i i) 前記試料中で沈殿した前記粒子を回収することによって、 前記試料か ら前記標的物質を分離する又は前記標的物質を固定した前記粒子を得る工程 を含んで成る方法。
19. 請求項 3に記載の粒子を用いて、 試料中から標的物質を分離する又は標的 物質を固定した粒子を得る方法であって、
(i) 標的物質を含んで成る試料と前記粒子とを接触させ、 前記粒子と前記標的 物質とを結合させる工程、
(i i) 前記試料を静置に付して、 前記試料中で前記粒子を自然沈降させる工程、 および
(i i i) 前記試料中で沈殿した前記粒子を回収することによって、 前記試料か ら前記標的物質を分離する又は前記標的物質を固定した前記粒子を得る工程 を含んで成る方法。
20. 請求項 17に記載の方法を利用して標的物質の分析、 抽出、 精製または反 応を行う方法。
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