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JP3198239B2 - Surface modification method for polymer substrate - Google Patents
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JP3198239B2 - Surface modification method for polymer substrate - Google Patents

Surface modification method for polymer substrate

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JP3198239B2
JP3198239B2 JP25697595A JP25697595A JP3198239B2 JP 3198239 B2 JP3198239 B2 JP 3198239B2 JP 25697595 A JP25697595 A JP 25697595A JP 25697595 A JP25697595 A JP 25697595A JP 3198239 B2 JP3198239 B2 JP 3198239B2
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polymer
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー表面の改
質方法に関する。さらに詳しくはポリマー表面にアスパ
ラギン酸β−アリルエステルもしくはアスパラギン酸β
−ビニルエステル、またはグルタミン酸γ−アリルエス
テルもしくはグルタミン酸γ−ビニルエステルを固定化
し、ポリマー表面に官能基を導入することにより、機能
性ペプチドの導入が容易になるようポリマー表面を改質
する方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for modifying a polymer surface. More specifically, aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β
The present invention relates to a method for immobilizing vinyl ester or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester and introducing a functional group onto the polymer surface, thereby modifying the polymer surface to facilitate introduction of a functional peptide.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、合成技術の進展に伴い、種々の機
能をもったペプチドが開発されてきた。しかし、その多
くは生理活性を生かした医薬品の開発や試薬の開発が中
心であり、ペプチドをポリマー基板上に固定化しこれを
材料化する試みは少ない。ペプチドの材料化の試みとし
ては、生体適合性ペプチドによる人工皮膚材料や人工血
管の表面への修飾や、導電性のペプチドの電極表面への
修飾などが特に重要である。しかし、ペプチドを含めた
タンパク質とポリマー基板との直接的化学結合は、前者
が反応性に富み安定性に乏しいのに対し後者は反応性に
欠け安定性に富むという反応性・安定性の違いにより極
めて困難である。このため、通常、まず基板側の前処理
を行って基板表面に反応性を付与した後ペプチドを結合
し固定化したり(Polym. Prepr. Japn., 40, 661(199
1)、Biomaterials 8, 194 (1990)) 、親和力を利用して
固定化したりしている(Polym. Prepr. Japn., 40, 672
(1991)) 。この過程では、前処理操作が煩雑であった
り、酵素やペプチドの活性部位が損なわれたり、立体的
に活性発現が阻害されたりして十分その目的を達成して
いないのが現状である。近年、松田らは、N末端にビニ
ル基を導入した機能性ポリペプチドを合成し、ラジカル
重合でスチレンと共重合させて、その機能を損なわずに
ポリスチレンへの固定化に成功している(Polym. Prep
r. Japn., 39, 594(1990)) ものの、ポリスチレン表面
に高密度にポリペプチドを集積できないなどの問題点も
あり、なおポリマー基板への機能性ポリペプチドの導入
法のより一般的手法の開発が望まれている。
2. Description of the Related Art In recent years, peptides having various functions have been developed with the progress of synthetic techniques. However, most of them focus on the development of pharmaceuticals and reagents that make use of physiological activities, and few attempts have been made to immobilize peptides on polymer substrates and convert them into materials. As an attempt to convert a peptide into a material, it is particularly important to modify the surface of an artificial skin material or an artificial blood vessel with a biocompatible peptide, or modify the surface of an electrode with a conductive peptide. However, the direct chemical bonding between proteins, including peptides, and the polymer substrate is due to the difference in reactivity and stability between the former, which is rich in reactivity and poor in stability, and the latter, which lacks reactivity and is more stable. Extremely difficult. For this reason, usually, a pretreatment on the substrate side is first performed to impart reactivity to the substrate surface, and then the peptide is bound and immobilized (Polym. Prepr. Japn., 40, 661 (1992)
1), Biomaterials 8 , 194 (1990)), and immobilization using affinity (Polym. Prepr. Japn., 40, 672).
(1991)). In this process, the pretreatment operation is complicated, the active site of the enzyme or the peptide is damaged, or the activity expression is sterically inhibited, and the objective is not sufficiently achieved at present. In recent years, Matsuda and colleagues have synthesized a functional polypeptide with a vinyl group introduced at the N-terminus, copolymerized with styrene by radical polymerization, and succeeded in immobilizing it on polystyrene without impairing its function (Polym . Prep
r. Japn., 39, 594 (1990)) However, there are problems such as the inability to accumulate polypeptides on the polystyrene surface at a high density, and a more general method of introducing a functional polypeptide onto a polymer substrate is still required. Development is desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第1
の目的は、ポリマー基板の表面を機能性ペプチドを容易
により多く導入し得るように改質する方法を提供するこ
とにある。本発明の第2の目的はかかる表面の改質され
たポリマーを提供することにある。本発明の第3の目的
はかかる表面の改質されたポリマー基板に機能性ペプチ
ドを導入する方法を提供することにある。
Accordingly, the first aspect of the present invention is as follows.
It is an object of the present invention to provide a method for modifying the surface of a polymer substrate so that a functional peptide can be introduced more easily. A second object of the present invention is to provide such a surface modified polymer. A third object of the present invention is to provide a method for introducing a functional peptide into such a surface-modified polymer substrate.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】以上の情況に鑑み、本発
明者らは、ポリマー基板の表面を改質する方法を開発す
べく鋭意研究を続けていたところ、ゼラチン中のアスパ
ラギン酸やグルタミン酸の残基をアリルアルコールでエ
ステル化して得たアリル化ゼラチンとポリ乳酸とのラジ
カル反応により、ポリ乳酸表面へのゼラチンの化学結合
が生起することが認められた。本発明者らはこの現象に
着目し、さらに研究を進めた結果、ラジカル反応により
ポリマー表面にアスパラギン酸β−アリルエステルもし
くはアスパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタ
ミン酸γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビ
ニルエステルを効率的に固定化できることおよびポリマ
ー基板の表面に固定化されたアスパラギン酸またはグル
タミン酸のα−位のアミノ基またはカルボキシル基と機
能性ペプチドとを反応せしめ、ポリマー表面に機能性ペ
プチドを導入することができることを発見した。本発明
はかかる事実に基づきさらに研究を進めて完成するに至
ったものである。
Means for Solving the Problems In view of the above circumstances, the present inventors have been intensively researching to develop a method for modifying the surface of a polymer substrate, and have found that aspartic acid and glutamic acid in gelatin have been developed. It was recognized that the radical reaction between the allylated gelatin obtained by esterifying the residue with allyl alcohol and polylactic acid causes a chemical bond of gelatin to the surface of polylactic acid. The present inventors have paid attention to this phenomenon, and as a result of further research, as a result of radical reaction, aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester on the polymer surface, or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester And efficiently reacting the functional peptide with the α-position amino or carboxyl group of aspartic acid or glutamic acid immobilized on the surface of the polymer substrate to introduce the functional peptide onto the polymer surface. I found that I can do it. The present invention has been completed based on such facts by further research.

【0005】即ち、本発明の要旨は(1) アスパラギ
ン酸β−アリルエステルもしくはアスパラギン酸β−ビ
ニルエステル、またはグルタミン酸γ−アリルエステル
もしくはグルタミン酸γ−ビニルエステルを、エステル
のアルコール残基を介して、ポリマー基板上にラジカル
反応で固定化することを特徴とするポリマー表面の改質
方法、(2) アスパラギン酸β−アリルエステルもし
くはアスパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタ
ミン酸γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビ
ニルエステルを、エステルのアルコール残基を介して、
ポリマー基板上にラジカル反応で固定化することにより
得られるアスパラギン酸またはグルタミン酸を固定化し
たポリマー基板、(3) ビニルモノマーとアスパラギ
ン酸β−アリルエステルもしくはアスパラギン酸β−ビ
ニルエステル、またはグルタミン酸γ−アリルエステル
もしくはグルタミン酸γ−ビニルエステルとをラジカル
反応により共重合せしめ、アスパラギン酸またはグルタ
ミン酸をビニルポリマー表面に固定化させることを特徴
とするポリマー表面の改質されたビニルポリマー基板の
製造方法、(4) 前記(1)〜(3)いずれかに記載
のポリマー基板に固定化されたアスパラギン酸またはグ
ルタミン酸のα−位のアミノ基またはカルボキシル基を
介して機能性ペプチドを導入することを特徴とする表面
に機能性ペプチドを有するポリマー基板の製造方法、
(5) アスパラギン酸β−アリルエステルもしくはア
スパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタミン酸
γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビニルエ
ステルと機能性ペプチドを予めα−位のアミノ基または
カルボキシル基を介して結合せしめ、ついでこれとビニ
ルモノマーとを共重合せしめることによる表面に機能性
ペプチドを有するポリマー基板の製造方法、並びに
(6) 機能性ペプチドが、RGD含有細胞接着性ペプ
チド、コラーゲン、トリプシン、アミラーゼおよびプロ
テアーゼからなる群より選択されるものである前記
(4)または(5)記載の製造方法、に関する。
That is, the gist of the present invention is to provide (1) aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester, or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester via an alcohol residue of the ester, (2) aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester, or glutamic acid γ-allyl ester or γ-vinyl glutamic acid; The ester is linked via the alcohol residue of the ester
A polymer substrate obtained by immobilizing aspartic acid or glutamic acid obtained by immobilization on a polymer substrate by a radical reaction, (3) a vinyl monomer and β-allyl aspartate or β-vinyl aspartate, or γ-allyl glutamate (4) a method for producing a vinyl polymer substrate having a modified polymer surface, comprising copolymerizing an ester or glutamic acid γ-vinyl ester by a radical reaction to fix aspartic acid or glutamic acid on the vinyl polymer surface; The functional peptide is introduced onto the surface, wherein the functional peptide is introduced via the α-position amino group or carboxyl group of aspartic acid or glutamic acid immobilized on the polymer substrate according to any one of the above (1) to (3). Has a functional peptide A method of manufacturing a polymer substrate,
(5) aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester, or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester and a functional peptide previously bound via an α-position amino group or carboxyl group; Next, a method for producing a polymer substrate having a functional peptide on the surface thereof by copolymerizing this with a vinyl monomer, and (6) the functional peptide comprises an RGD-containing cell adhesive peptide, collagen, trypsin, amylase and protease The method according to (4) or (5), wherein the method is selected from the group.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。本発明に用いられるアスパラギン酸β−アリルエ
ステル、アスパラギン酸β−ビニルエステル、グルタミ
ン酸γ−アリルエステルおよびグルタミン酸γ−アリル
エステルはすべて、Brook と Chan の方法(Synthesis,
1983, 201)または Belshawらの方法(Synth. Commu
n., 20, 3157 (1990))に従って製造することができる。
即ち、アスパラギン酸またはグルタミン酸を乾燥アリル
アルコールまたはビニルアルコール中に懸濁し、窒素ガ
ス雰囲気下でクロロトリメチルシランを徐々に滴下し、
室温下で18時間攪拌した後、エチルエーテルを添加
し、析出する結晶を得ることにより、目的のアスパラギ
ン酸またはグルタミン酸のアリルエステルまたはビニル
エステルを製造することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. The aspartic acid β-allyl ester, aspartic acid β-vinyl ester, glutamic acid γ-allyl ester and glutamic acid γ-allyl ester used in the present invention are all manufactured by the method of Brook and Chan (Synthesis,
1983, 201) or the method of Belshaw et al. (Synth. Commu
n., 20 , 3157 (1990)).
That is, aspartic acid or glutamic acid is suspended in dry allyl alcohol or vinyl alcohol, and chlorotrimethylsilane is gradually dropped under a nitrogen gas atmosphere,
After stirring at room temperature for 18 hours, ethyl ether is added to obtain precipitated crystals, whereby the desired allyl ester or vinyl ester of aspartic acid or glutamic acid can be produced.

【0007】本発明に使用できるポリマーとしては、ラ
ジカル反応によりアスパラギン酸のβエステルまたはグ
ルタミン酸のγエステルと結合させることができるポリ
マーであれば特に限定されない。例えば、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、ポリ(1−ビニルエチ
レン)、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびシリコ
ン樹脂からなる群より選択されるものが挙げられる。こ
れらのポリマーは市販のものを使用することができ、ま
た通常の方法により合成して用いることもできる。
[0007] The polymer which can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer capable of binding to a β-ester of aspartic acid or a γ-ester of glutamic acid by a radical reaction. For example, those selected from the group consisting of polystyrene, polyvinyl chloride, polylactic acid, poly (1-vinylethylene), polyethylene, polypropylene, and silicone resin can be used. These polymers can be used commercially, or can be synthesized and used by a usual method.

【0008】本発明に用いられるアスパラギン酸β−ア
リルエステルもしくはアスパラギン酸β−ビニルエステ
ルまたはグルタミン酸γ−アリルエステルもしくはグル
タミン酸γ−ビニルエステル(以下アミノ酸エステルと
略記することがある)とポリマーとのラジカル反応は、
適当な溶媒中で行われる。かかる溶媒としては、水、D
MSO、MeOHおよびCHCl3 等が挙げられる。こ
れらのアミノ酸エステルの溶媒中の濃度は、通常1〜1
0重量%、好ましくは1〜4重量%である。
Radical reaction of a polymer with aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester (hereinafter sometimes abbreviated as amino acid ester) used in the present invention. Is
Performed in a suitable solvent. Such solvents include water, D
MSO, MeOH, CHCl 3 and the like. The concentration of these amino acid esters in the solvent is usually 1 to 1
0% by weight, preferably 1-4% by weight.

【0009】本発明に用いられるラジカル反応は、固体
または液体状のポリマーと溶媒中に可溶化しているアミ
ノ酸エステルとの反応となるので、前者の場合は不均一
反応であるが、後者の場合は均一反応となる。
The radical reaction used in the present invention is a reaction between a solid or liquid polymer and an amino acid ester solubilized in a solvent. Therefore, the former is a heterogeneous reaction, while the latter is a heterogeneous reaction. Becomes a homogeneous reaction.

【0010】ラジカル反応は、通常熱、光、放射線ある
いは重合開始剤等の作用によって起こる。かかる重合開
始剤としては過酸化物、アゾ化合物あるいはレドックス
開始剤が一般に広く用いられる。本発明では、水溶媒を
使用する場合は過酸化水素を、またDMSO、MeOH
およびCHCl3 のような有機溶媒を使用する場合は過
酸化ベンゾイルが特に好ましいが、これらに限定される
ものではない。
The radical reaction usually occurs by the action of heat, light, radiation or a polymerization initiator. As such a polymerization initiator, a peroxide, an azo compound or a redox initiator is generally and widely used. In the present invention, when an aqueous solvent is used, hydrogen peroxide, DMSO, MeOH
When an organic solvent such as CHCl 3 is used, benzoyl peroxide is particularly preferred, but not limited thereto.

【0011】本発明に用いられるラジカル反応の温度
は、過酸化水素を使用する場合は通常50〜60℃であ
り、過酸化ベンゾイルを使用する場合は通常60〜80
℃が好ましい。反応時間は反応温度にもよるが、通常3
〜18時間である。反応終了後、液状でポリマーを反応
させた場合は、反応液にメタノール等を添加してポリマ
ーを沈澱させ分離した後、未反応のアミノ酸エステルを
ソックスレー抽出器等で熱水抽出して除去する。また、
固体状でポリマーを反応させた場合は、使用した溶媒で
洗い、さらにMeOH等で洗浄・乾燥する。こうして目
的のアスパラギン酸β−エステルまたはグルタミン酸γ
−エステルを固定化したポリマーを得ることができる。
The temperature of the radical reaction used in the present invention is usually 50 to 60 ° C. when hydrogen peroxide is used, and usually 60 to 80 ° C. when benzoyl peroxide is used.
C is preferred. The reaction time depends on the reaction temperature.
~ 18 hours. When the polymer is reacted in a liquid state after completion of the reaction, methanol and the like are added to the reaction solution to precipitate and separate the polymer, and the unreacted amino acid ester is removed by hot water extraction using a Soxhlet extractor or the like. Also,
When the polymer is reacted in a solid state, the polymer is washed with the used solvent, and further washed and dried with MeOH or the like. Thus, the desired aspartic acid β-ester or glutamic acid γ
A polymer with an immobilized ester can be obtained.

【0012】本発明に用いられるビニルモノマーとアス
パラギン酸β−アリルエステルもしくはアスパラギン酸
β−ビニルエステルまたはグルタミン酸γ−アリルエス
テルもしくはグルタミン酸γ−ビニルエステルのラジカ
ル反応による共重合反応も、基本的には、上記のアスパ
ラギン酸β−アリルエステル等またはグルタミン酸γ−
アリルエステル等とポリマーとのラジカル反応において
用いられる条件を採用して行うことができる。すなわ
ち、溶媒としては、通常、水、DMSO、MeOHおよ
びCHCl3 等が用いられる。ビニルモノマーおよびア
スパラギン酸β−アリルエステルもしくはグルタミン酸
γ−アリルエステルの溶媒中の濃度は、それぞれ通常2
〜10重量%および1〜10重量%、好ましくは5〜6
重量%および1〜4重量%である。ラジカル反応は、通
常熱、光、放射線あるいは重合開始剤等の作用によって
起こる。かかる重合開始剤としては過酸化物、アゾ化合
物あるいはレドックス開始剤が一般に広く用いられる。
本反応では、過酸化ベンゾイル、過酸化水素が便利に使
用できる。またラジカル反応の温度は、過酸化ベンゾイ
ルまたは過酸化水素を使用する場合はそれぞれ50〜6
0℃または60〜80℃が好ましい。反応時間は反応温
度にもよるが、通常1〜16時間である。
The copolymerization reaction of the vinyl monomer and the aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester to be used in the present invention is also basically carried out by the radical reaction. Aspartic acid β-allyl ester or the like or glutamic acid γ-
The reaction can be carried out by employing the conditions used in a radical reaction between an allyl ester or the like and a polymer. That is, water, DMSO, MeOH, CHCl 3 and the like are usually used as the solvent. The concentration of the vinyl monomer and the aspartic acid β-allyl ester or glutamic acid γ-allyl ester in the solvent is usually 2
10 to 10% by weight and 1 to 10% by weight, preferably 5 to 6%
% And 1-4% by weight. The radical reaction usually occurs by the action of heat, light, radiation or a polymerization initiator. As such a polymerization initiator, a peroxide, an azo compound or a redox initiator is generally and widely used.
In this reaction, benzoyl peroxide and hydrogen peroxide can be conveniently used. The temperature of the radical reaction is 50 to 6 when benzoyl peroxide or hydrogen peroxide is used, respectively.
0 ° C or 60-80 ° C is preferred. The reaction time depends on the reaction temperature, but is usually 1 to 16 hours.

【0013】アスパラギン酸β−エステルもしくはグル
タミン酸γ−エステルまたはポリマー基板に固定化され
たアスパラギン酸もしくはグルタミン酸残基と機能性ペ
プチドとの反応には、通常のペプチド合成反応に用いら
れる方法が採用できる。たとえば、アスパラギン酸β−
エステルまたはグルタミン酸γ−エステルのα−カルボ
キシル基またはポリマー基板に固定化されたアスパラギ
ン酸もしくはグルタミン酸残基のα−カルボキシル基と
機能性ペプチドの遊離のアミノ基とを反応させる場合
は、アスパラギン酸β−エステルもしくはグルタミン酸
γ−エステルのα−アミノ基またはポリマー基板に固定
化されたアスパラギン酸もしくはグルタミン酸残基のα
−アミノ基並びに機能性ペプチドの反応性基を保護した
後、シクロヘキシルカルボジイミド誘導体等を触媒とし
て反応させることにより両者間にペプチド結合を形成さ
せることができる。
For the reaction between the functional peptide and the aspartic acid β-ester or glutamic acid γ-ester or the aspartic acid or glutamic acid residue immobilized on the polymer substrate, a method used in a usual peptide synthesis reaction can be adopted. For example, aspartic acid β-
When reacting an α-carboxyl group of an ester or glutamic acid γ-ester or an α-carboxyl group of an aspartic acid or glutamic acid residue immobilized on a polymer substrate with a free amino group of a functional peptide, an aspartic acid β- Α-amino group of ester or glutamic acid γ-ester or α of aspartic acid or glutamic acid residue immobilized on a polymer substrate
After protecting the amino group and the reactive group of the functional peptide, a peptide bond can be formed between them by reacting with a cyclohexylcarbodiimide derivative or the like as a catalyst.

【0014】本発明に用いられる機能性ペプチドとして
は、RGD含有細胞接着性ペプチド(Pierschbacher,
M. D. and E. Ruoslahti : Nature,309, 30-33 (198
4))、コラーゲン、トリプシン、アミラーゼおよびプロ
テアーゼ等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
The functional peptides used in the present invention include RGD-containing cell adhesive peptides (Pierschbacher,
MD and E. Ruoslahti: Nature, 309, 30-33 (198
4)), collagen, trypsin, amylase, protease and the like, but are not limited thereto.

【0015】[0015]

【実施例】以下、実施例および参考例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Reference Examples, but the present invention is not limited by these Examples and the like.

【0016】参考例1(アスパラギン酸β−アリルエス
テルの合成) Belshaw らの方法(Synth. Commun., 20, 3157 (1990))
に従い、L−アスパラギン酸(4.0g、0.03モ
ル)を乾燥アリルアルコール(150ml、2.20モ
ル)中に懸濁し、窒素ガス雰囲気下にクロロトリメチル
シラン(9.5ml、0.057モル)を除々に加え、
室温下において18時間かき混ぜた。この後1リットル
のエチルエーテルを加えて、針状結晶性のアスパラギン
酸β−アリルエステル塩酸塩を白色沈澱物として5.8
0g得た。
Reference Example 1 (Synthesis of β-allyl ester of aspartic acid) Method of Belshaw et al. (Synth. Commun., 20 , 3157 (1990))
L-aspartic acid (4.0 g, 0.03 mol) was suspended in dry allyl alcohol (150 ml, 2.20 mol), and chlorotrimethylsilane (9.5 ml, 0.057 mol) was added under a nitrogen gas atmosphere. ) Gradually,
The mixture was stirred at room temperature for 18 hours. Thereafter, 1 liter of ethyl ether was added to obtain 5.8 of needle-like crystalline aspartic acid β-allyl ester hydrochloride as a white precipitate.
0 g was obtained.

【0017】実施例1(ポリマー溶液との反応による固
定化) ポリスチレン(和光純薬工業社製)0.5gと参考例1
で得られたアスパラギン酸β−アリルエステル0.27
gとをクロロホルム20mlに溶解し、10ミリモル/
リットルの濃度になるように過酸化ベンゾイルを添加
し、60℃で16時間反応させた。反応は500mlの
メタノールを添加して停止させた。固定化に関与しなか
った未反応のアスパラギン酸β−アリルエステルをソッ
クスレー抽出器を用いて約14時間熱水抽出を行って除
去し、得られた白色粉末ポリマーの1部をクロロホルム
に溶解して薄層クロマトグラフィーでモノマーやホモポ
リマーが存在しないことを確認した。ポリスチレンへの
アスパラギン酸β−エステルの結合量は、ミクロケルダ
ール法および赤外吸収スペクトルにおけるエステル結合
の吸収(1737cm-1)面積の測定により半定量的に
知ることができ、約6.3重量%であった。
Example 1 (Immobilization by Reaction with Polymer Solution) Polystyrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.5 g and Reference Example 1
0.27 aspartic acid β-allyl ester obtained in
g was dissolved in 20 ml of chloroform, and 10 mmol /
Benzoyl peroxide was added to a concentration of 1 liter and reacted at 60 ° C. for 16 hours. The reaction was stopped by adding 500 ml of methanol. Unreacted aspartic acid β-allyl ester not involved in the immobilization was removed by hot water extraction using a Soxhlet extractor for about 14 hours, and a part of the obtained white powder polymer was dissolved in chloroform. It was confirmed by thin layer chromatography that no monomer or homopolymer was present. The amount of aspartic acid β-ester bonded to polystyrene can be semi-quantitatively determined by the micro Kjeldahl method and the measurement of the absorption (1737 cm −1 ) area of the ester bond in the infrared absorption spectrum, and is about 6.3% by weight. Met.

【0018】実施例2 ポリ塩化ビニル(鐘淵化学工業社製)0.5gと参考例
1で得られたアスパラギン酸β−アリルエステル0.2
7gとをDMSO20mlに溶解し、10ミリモル/リ
ットルの濃度になるように過酸化ベンゾイルを添加し、
60℃で6時間反応させた。反応は500mlのメタノ
ールを添加して停止させた。固定化に関与しなかった未
反応のアスパラギン酸β−アリルエステルをソックスレ
ー抽出器を用いて約14時間熱水抽出を行って除去し、
得られた白色粉末ポリマーの1部をDMSOに溶解して
薄層クロマトグラフィーでモノマーやホモポリマーが存
在しないことを確認した。
Example 2 0.5 g of polyvinyl chloride (manufactured by Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 parts of β-allyl aspartate obtained in Reference Example 1
Was dissolved in 20 ml of DMSO, and benzoyl peroxide was added to a concentration of 10 mmol / l,
The reaction was performed at 60 ° C. for 6 hours. The reaction was stopped by adding 500 ml of methanol. Unreacted aspartic acid β-allyl ester which did not participate in the immobilization was removed by hot water extraction for about 14 hours using a Soxhlet extractor,
One part of the obtained white powder polymer was dissolved in DMSO, and it was confirmed by thin layer chromatography that no monomer or homopolymer was present.

【0019】ポリ塩化ビニルへのアスパラギン酸β−エ
ステルの結合量は、ミクロケルダール法および赤外吸収
スペクトルにおけるエステル結合の吸収(1737cm
-1)面積の測定により半定量的に知ることができ、約
2.0重量%であった。
The amount of aspartic acid β-ester bonded to polyvinyl chloride can be determined by measuring the absorption of ester bond (1737 cm
-1 ) It could be known semi-quantitatively by measuring the area, and was about 2.0% by weight.

【0020】実施例3(ポリマーフィルムとの反応によ
る固定化) ポリスチレンフィルム(厚さ0.2mm)0.15g
を、参考例1で得られたアスパラギン酸β−アリルエス
テル0.40gを溶解したメタノール10mlに浸漬
し、10ミリモル/リットルの濃度になるように過酸化
ベンゾイルを添加し、60℃で9時間反応させた。反応
液からポリスチレンフィルムを取り出し、メタノールで
洗浄して固定化に関与しなかった未反応のアスパラギン
酸β−アリルエステルを除去し、アスパラギン酸β−エ
ステルの固定化されたポリスチレンフィルムを得た。
Example 3 (Immobilization by reaction with a polymer film) Polystyrene film (0.2 mm thick) 0.15 g
Was immersed in 10 ml of methanol in which 0.40 g of aspartic acid β-allyl ester obtained in Reference Example 1 was dissolved, benzoyl peroxide was added to a concentration of 10 mmol / L, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 9 hours. I let it. The polystyrene film was taken out of the reaction solution, and washed with methanol to remove unreacted β-allyl aspartate that did not participate in the immobilization, thereby obtaining an immobilized polystyrene film of aspartic acid β-ester.

【0021】得られたポリスチレンフィルムは、ESC
A(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)に
付し、当該ポリスチレンフィルムにアスパラギン酸β−
エステルが結合したことを確認することができた。すな
わち、上記のようにして得られたポリスチレンフィルム
を塩酸水溶液に浸漬してアスパラギン酸のα−アミノ基
を塩酸塩とした後ESCAに付し、原料であるポリスチ
レンフィルムには見られない窒素原子と塩素原子に由来
する光電子スペクトルの生成を確認することができた。
The obtained polystyrene film was used for ESC
A (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), and the polystyrene film was subjected to aspartic acid β-
It could be confirmed that the ester was bonded. That is, the polystyrene film obtained as described above was immersed in an aqueous hydrochloric acid solution to convert the α-amino group of aspartic acid into a hydrochloride salt, and then subjected to ESCA to remove nitrogen atoms not found in the raw material polystyrene film. Generation of a photoelectron spectrum derived from a chlorine atom was confirmed.

【0022】実施例4 ポリ(1−ビニルエチレン)(日本合成ゴム工業社製)
のフィルム(厚さ0.2mm)0.12gを、参考例1
で得られたアスパラギン酸β−アリルエステル0.27
gを溶解したメタノール20mlに浸漬し、10ミリモ
ル/リットルの濃度になるように過酸化ベンゾイルを添
加し、60℃で16時間反応させた。反応液からポリス
チレンフィルムを取り出し、メタノールで洗浄して固定
化に関与しなかった未反応のアスパラギン酸β−アリル
エステルを除去し、アスパラギン酸β−エステルの固定
化されたポリスチレンフィルムを得た。
Example 4 Poly (1-vinylethylene) (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Industry Co., Ltd.)
0.12 g of a film (thickness: 0.2 mm) of Reference Example 1
0.27 aspartic acid β-allyl ester obtained in
g was dissolved in 20 ml of methanol, and benzoyl peroxide was added so as to have a concentration of 10 mmol / l, followed by reaction at 60 ° C. for 16 hours. The polystyrene film was taken out of the reaction solution, and washed with methanol to remove unreacted β-allyl aspartate that did not participate in the immobilization, thereby obtaining an immobilized polystyrene film of aspartic acid β-ester.

【0023】実施例5 ポリスチレンのフィルム(厚さ0.2mm)0.11g
を、参考例1で得られたアスパラギン酸β−アリルエス
テル0.27gを溶解した蒸留水20mlに浸漬し、1
0ミリモル/リットルの濃度になるように過酸化水素を
添加し、60℃で16時間反応させた。反応液からポリ
スチレンフィルムを取り出し、メタノールで洗浄して固
定化に関与しなかった未反応のアスパラギン酸β−アリ
ルエステルを除去し、アスパラギン酸β−エステルの固
定化されたポリスチレンフィルムを得た。
Example 5 0.11 g of a polystyrene film (0.2 mm thick)
Was immersed in 20 ml of distilled water in which 0.27 g of aspartic acid β-allyl ester obtained in Reference Example 1 was dissolved.
Hydrogen peroxide was added to a concentration of 0 mmol / liter and reacted at 60 ° C. for 16 hours. The polystyrene film was taken out of the reaction solution, and washed with methanol to remove unreacted β-allyl aspartate that did not participate in the immobilization, thereby obtaining an immobilized polystyrene film of aspartic acid β-ester.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明により、ポリマー表面が改質さ
れ、有用な機能性ペプチドをポリマー表面に固定化する
ことが容易になる。また、ポリマー表面を改質する容易
な方法を提供するとともに、その表面が改質されたポリ
マーを提供することができる。
According to the present invention, the polymer surface is modified, and it becomes easy to immobilize useful functional peptides on the polymer surface. In addition, it is possible to provide an easy method for modifying the surface of the polymer and to provide a polymer whose surface is modified.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 安井三雄,他3名,“アスパラギン酸 βモノアリルエステルの合成高分子への 固定化”日本化学会第69春季年会講演予 稿集▲I▼,日本化学会,平成7年3月 29日,3C315,第204頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 7/16 C07K 17/08 C08F 8/30 - 8/32 C08F 218/02 - 218/12 CA(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (56) References Mitsuo Yasui, et al., “Immobilization of aspartic acid β-monoallyl ester to synthetic polymer” Proceedings of the 69th Annual Meeting of the Chemical Society of Japan ▲ I ▼ , The Chemical Society of Japan, March 29, 1995, 3C315, p. 204 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08J 7/16 C07K 17/08 C08F 8/30-8/32 C08F 218/02-218/12 CA (STN)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アスパラギン酸β−アリルエステルもし
くはアスパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタ
ミン酸γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビ
ニルエステルを、エステルのアルコール残基を介して、
ポリマー基板上にラジカル反応で固定化することを特徴
とするポリマー表面の改質方法。
1. An aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester, or a glutamic acid γ-allyl ester or a glutamic acid γ-vinyl ester, via an alcohol residue of the ester,
A method for modifying a polymer surface, wherein the method is immobilized on a polymer substrate by a radical reaction.
【請求項2】 アスパラギン酸β−アリルエステルもし
くはアスパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタ
ミン酸γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビ
ニルエステルを、エステルのアルコール残基を介して、
ポリマー基板上にラジカル反応で固定化することにより
得られるアスパラギン酸またはグルタミン酸を固定化し
たポリマー基板。
2. An aspartic acid β-allyl ester or aspartic acid β-vinyl ester, or a glutamic acid γ-allyl ester or a glutamic acid γ-vinyl ester, via an alcohol residue of the ester,
A polymer substrate on which aspartic acid or glutamic acid obtained by immobilizing on a polymer substrate by a radical reaction is immobilized.
【請求項3】 ビニルモノマーとアスパラギン酸β−ア
リルエステルもしくはアスパラギン酸β−ビニルエステ
ル、またはグルタミン酸γ−アリルエステルもしくはグ
ルタミン酸γ−ビニルエステルとをラジカル反応により
共重合せしめ、アスパラギン酸またはグルタミン酸をビ
ニルポリマー表面に固定化させることを特徴とするポリ
マー表面の改質されたビニルポリマー基板の製造方法。
3. A vinyl polymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer with a β-allyl aspartic acid ester, a β-vinyl aspartic acid ester, a γ-allyl glutamic acid ester or a γ-vinyl glutamic acid by a radical reaction, and converting the aspartic acid or glutamic acid into a vinyl polymer. A method for producing a vinyl polymer substrate having a modified polymer surface, wherein the substrate is immobilized on the surface.
【請求項4】 請求項1〜請求項3いずれか1項に記載
のポリマー基板に固定化されたアスパラギン酸またはグ
ルタミン酸のα−位のアミノ基またはカルボキシル基を
介して機能性ペプチドを導入することを特徴とする表面
に機能性ペプチドを有するポリマー基板の製造方法。
4. Introducing a functional peptide via an α-position amino group or carboxyl group of aspartic acid or glutamic acid immobilized on the polymer substrate according to any one of claims 1 to 3. A method for producing a polymer substrate having a functional peptide on the surface thereof.
【請求項5】 アスパラギン酸β−アリルエステルもし
くはアスパラギン酸β−ビニルエステル、またはグルタ
ミン酸γ−アリルエステルもしくはグルタミン酸γ−ビ
ニルエステルと機能性ペプチドを予めα−位のアミノ基
またはカルボキシル基を介して結合せしめ、ついでこれ
とビニルモノマーとを共重合せしめることによる表面に
機能性ペプチドを有するポリマー基板の製造方法。
5. A functional peptide previously bound to aspartic acid β-allyl ester, aspartic acid β-vinyl ester, or glutamic acid γ-allyl ester or glutamic acid γ-vinyl ester via an α-position amino group or carboxyl group. A method for producing a polymer substrate having a functional peptide on the surface by copolymerizing the polymer with a vinyl monomer.
【請求項6】 機能性ペプチドが、RGD含有細胞接着
性ペプチド、コラーゲン、トリプシン、アミラーゼおよ
びプロテアーゼからなる群より選択されるものである請
求項4または請求項5記載の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein the functional peptide is selected from the group consisting of an RGD-containing cell adhesion peptide, collagen, trypsin, amylase and protease.
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