JPH0811764B2

JPH0811764B2 - カチオン高分子電解質共重合体の製法

Info

Publication number: JPH0811764B2
Application number: JP24847684A
Authority: JP
Inventors: ▲靖▼彦大西
Original assignee: 大西靖彦
Priority date: 1984-11-24
Filing date: 1984-11-24
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPS61126119A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本願発明の水可溶性リニア多糖類の陽イオン性誘導体
−オレフィン単量体グラフト共重合体は水酸基を有する
水可溶性リニア多糖類の陽イオン性誘導体に水中下オレ
フィン単量体をグラフト重合させ、イムノアッセイ材料
として有用なラテックス重合生成物を製造するものであ
る。本発明は水酸基を有するリニア多糖類の陽イオン性
誘導体で水可溶性であれば、統べて水中下オレフィン単
量体をグラフト重合させ、イムノアッセイ材料として有
用なラテックス重合生成物を製造出来る事を示唆するも
のである。

＜従来の技術＞従来イムノアッセイ材料としてラテックス重合生成物
を製造する方法は界面活性剤存在下水溶液中で乳化重合
して成された物が大部分であり、界面活性剤の存在しな
いソープレス物が望まれている。これは水溶液中に存在
する界面活性剤がラテックス診断薬としての作用に影響
するからである。

＜問題点を解決するための手段＞本願発明の水可溶性リニア多糖類の陽イオン性誘導体
−オレフィン単量体グラフト共重合体は水酸基を有する
水可溶性リニア多糖類の陽イオン性誘導体に水中下オレ
フィン単量体を懸濁重合法や乳化重合法でグラフト重合
させ、イムノアッセイ材料として有用なラテックス重合
生成物を製造するものであり、本願発明の水可溶性リニ
ア多糖類の陽イオン性誘導体−オルフィン単量体グラフ
ト共重合体ラテックスがラテックス診断薬である特許請
求の範囲記載の抗体吸着ラテックス診断薬に使用され
る。乳化重合とは水溶液中にオレフィン単量体を懸濁し
通常は界面活性剤などを用いて乳化される重合法で、詳
細に述べれば単量体あるいは成長鎖と水素結合、クーロ
ン力、電荷移動相互作用、ファンデルワールス力などに
よって水溶媒界面で相互作用して高分子鎖が重合成長し
て水溶液中に微粒子を形成さす重合方法である。通常は
重合生成物は重合させた単量体と界面活性剤との混合物
として存在する。この不純物として考えられる界面活性
剤はラテックス診断薬である参考例に記載の抗体吸着ラ
テックス診断薬に使用される時に妨害する事があり問題
と成っている。

＜発明の効果＞本願発明は水素基を有する水可溶性リニア多糖類の陽
イオン性誘導体に水中下オレフィン単量体をグラフト重
合させた物である。それぞれの結合関係は、水可溶性リ
ニア多糖類の陽イオン性誘導体の水酸基の水素原子（開
始剤の酸化によりプロトンとして）の引き抜きによるラ
ジカル発生に起因するオレフィン単量体二重結合の連鎖
移動による共有結合であることは明白である。これは４
価のセリウムイオンなどを開始剤として用いて行い、一
切の界面活性剤を使用しない事から抗体吸着ラテックス
診断薬などに使用される時に妨害される事が無く大変有
用である。本願発明の水可溶性リニア多糖類の陽イオン
性誘導体−オレフィン単量体グラフト共重合体ラテック
スは抗体吸着ラテックス診断薬に使用されることを目的
としている。即ち水酸基を有する水可溶性高分子に水中
でオレフィン単量体をグラフト重合させ、イムノアッセ
イ診断材料として有用なラテックス重合生成物を製造す
る事を目的としている。一方このようなソープフリーと
言われる溶媒と溶質との界面で成長するグラフト共重合
体は種々用途の広い有用な物質である。特にイムノアッ
セイ材料以外にも過膜やバイオマテリアルとして注目
されている。又その親水性に注目して、人工腎臓膜、コ
ンポーネント、代用血管、コンタクトレンズへの応用が
考えられる。

＜発明の構成の詳細な説明＞以下、この発明のリニア多糖類の陽イオン性誘導体−
オレフィン単量体グラフト共重合体について、詳細に説
明する。リニア多糖類の陽イオン性誘導体−オレフィン
単量体グラフト共重合体は、次の２っのステップを経て
得る。

I.リニア多糖類の陽イオン性誘導体の調整リニア多糖類の陽イオン性誘導体の単位の式が、〔C₆H₇O₂（OH）_3-a・（OX）_ａ〕ｘ・H₂O （１）〔式中Ｘは、−（CH₂）nR₁（R₁は−NH₂、−Ｎ（C
H₃）_２、−Ｎ（C₂H₅）_２、−N⁺（C₂H₅）_３、−N⁺（C
₂H₅）_２（C₂H₅）Ｎ（C₂H₅）_２、−C₆H₄・NH₂、−CO・C₆
H₄・NH₂よりなる群から選ばれた基、ｎ＝１〜３の整
数）、又は−COR₂（R₂は−CH₂・NH₂又は−C₆H₄・NH₂）
又は−CH₂CH（OH）・CH₂R₃（R₃は−NH₂、−Ｎ（C
H₃）_２、−Ｎ（C₂H₅）_２、−N⁺（C₂H₅）_３からなる群か
ら選ばれた基）、又は−NH・CH₂・CH₃、ａは０＜ａ＜３
の正数、ｘは50,000≧ｘ≧５の整数〕で表され、（１）
式で示される。このリニア多糖類の陽イオン性誘導体の
水酸基が一部エーテル結合でカルボキシメチル基、硫酸
エステル基など酸性基で置換されたもの、あるいはアル
キル基で一部置換されたものに上記（１）式中のＸに表
示されるカチオン官能基が入ったものでもよい。通常こ
れらのリニア多糖類の陽イオン性誘導体はリニア多糖類
の水酸基とXC1で表される上記陽イオン置換基の塩素化
合物とのアルカリ溶液中のショツテンバウマン反応で得
られる。ここで言うリニア多糖類とはデキストラン、プ
ルラン等発酵法により工業生産可能なものが考えられ
る。対するグラフト重合させられるオレフィン化合物と
しては、一般式が下記式で示されるものが考えられる。

〔ここでR₄、R₅とR₆はそれぞれ水素原子又はCH₃より選
ばれる、R₇は（R₈はここで水素原子、C₁〜C₁₂のアルキル基、シクロ
ヘキシル基、C₁〜C₄のヒドロキシアルキル基、C₁〜C₈の
アミノアルキル基、C₁〜C₈のジアルキルアミノアルキル
基、グリシジル基、テトラヒドロフラン基、C₁〜C₄の低
級アルキル置換テトラヒドロフラン基、ベンジル基及び
（−CH₂CH₂−Ｏ−）yCH₂CH₂OH基（ただしｙは１〜10の
正数）、−Ｎ（R₉）_２（R₉は水素原子又はC₁〜C₄のアル
キル基、２つのR₉は同じでも異なっていてもよい））、（R₁₀はC₁〜C₈のアルキル基）、フェニル基、ピリジン
基、トリル基、ピロリドン基を示す〕。

具体的に言うと、アクリル酸、メタアクリル酸のごと
きα、β−不飽和酸のアルキルエステル、シクロヘキシ
ルエステルのごとき低級アルキル置換シクロヘキシルエ
ステル、２−ヒドロキシエチルエステル、２−ヒドロキ
シプロピルエステル、２−ヒドロキシブチルエステル；
アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリルアミド、
アクリル−もしくはメタクリル−ジメチルアミド、上記
α、β−不飽和酸のC₁〜C₃のアミノアルキルエステル、
C₁〜C₃のジアルキルアミノアルキルエステル、グリシジ
ルエステル、テトラヒドロフルフリルエステル、ベンジ
ルエステル、ポリエチレングリコールモノエスエル類；
アクリロニトリル、メタアクリロニトリルのごときα、
β−不飽和酸のニトリル基；ビニルアルコール、メチル
ビニルアルコール、ジメチルビニルアルコール；酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチレートのごとき
ビニルアルコール及びそのメチル置換ビニルアルコール
のC₁〜C₃アルキルエステル；スチレン、ビニルトルエ
ン；ビニルピロリドン；ビニルメチルピロリドンなどが
考えられる。

II.グラフト共重合体の調整反応は通常水溶液中で行われる。すなわち多糖類の陽
イオン性誘導体の水溶液中、上記オレフィン単量体を加
え、開始剤を添加して反応する。開始剤としては４価の
セリウム塩、４価のマンガン塩、第二鉄塩−過酸化水素
が通常用いられるが、他に過硫酸カリウム（KPS）、ア
ゾビスイソブチルニトリル（AIBN）、過酸化ベンゾイル
（BPO）等ラジカル開始剤も用いられる。反応温度は常
温より80℃まで幅広く選択出来る。必要なら窒素置換し
て反応を続行させる事も行われる。それぞれの結合関係
は、水可溶性多糖類の陽イオン性誘導体の水酸基の酸化
により水素原子のプロトンとして引き抜かれる事による
ラジカル発生に起因するオレフィン単量体二重結合の連
鎖移動による共有結合である。

この反応では生成物はラテックスで生じる。このラテ
ックス重合体は一般的に水、アルコール、又はアセト
ン、テトラヒドロフラン等有機溶媒に不溶であるがキヤ
ステイング法などにより、容易に成膜出来る。あるいは
アルコールなど不溶溶媒を過剰に加え沈殿として得た
後、熱プレス法などにより容易に成型品を作る事が出来
る。

上記目的の為に、グラフト重合体中、幹ポリマーとグ
ラフトポリマーの比率あるいはその重合度比率は目的に
合わせて種々選択出来る。グラフト重合はその重合率を
グラフト率（％）で定められる。これはグラフト率
（％）＝（グラフト重合した単量体量／グラフト共重合
体中の幹ポリマー量）×100で定義される。

本発明においてはオレフィン化合物がグラフト鎖とし
て成り、グラフト率が２％から5000％の範囲が適当と考
えられる。本願発明は水酸基を有する水可溶性多糖類の
陽イオン性誘導体に水中下オレフィン単量体をグラフト
重合させた物である事は繰り返し述べているが、生じた
共重合体鎖の構造はデキストラン等水可溶性リニア多糖
類の陽イオン性誘導体を幹ポリマーとし、その水酸基を
水素原子引き抜きにより結合部位として、オレフィン化
合物がグラフト鎖として成る。それぞれの結合関係は、
前述のごとく水可溶性多糖類陽イオン性誘導体の水酸基
のプロトンの引き抜きによるラジカル発生によるオレフ
ィン単量体二重結合連鎖移動による共有結合であること
は明白である。

実施例１平均分子量Mw50万のデキストランを母体とした窒素含
量５％のDEAE（ジエチルアミノエチル）デキストラン塩
酸塩2gを水50mlに溶解し、ついでメタノール5ml、メタ
クリル酸メチル（MMA）30mlを加え、十分に反応溶液、
反応容器中空気をの窒素ガスで置換した後よく撹拌しな
がら、0.1N硝酸15mlに溶かした硝酸第二セリウムアンモ
ニウムニトレイト190mgを加え反応を開始する。反応は3
0℃で１時間行いラテックスが生成する。反応終了は停
止剤としてハイドロキノン１％溶液3mlを使用した。
後、反応溶液を３倍量のメタノール中に注入し沈殿を得
た。

この沈殿を熱水で十分に洗浄し遠心分離後50℃で減圧
乾燥し、ついで乾燥物をソックスレー抽出器に入れて24
時間アセトン抽出を行い、DEAE（ジエチルアミノエチ
ル）デキストラン−MMA共重合体の塩酸塩1.5gを得た。

窒素含量2.0％グラフト率25％対DEAE−デキストラン
収率30％このものは、DEAEデキストラン塩酸塩の良溶媒
である水にもポリメタクリル酸メチルの良溶媒であるア
セトンにも溶けない。第１図はこの物の赤外吸収スペク
トルである。DEAE−デキストラン塩酸塩には見られない
カルボニル基の吸収が1730cm^-1付近にみられる。

実施例２平均分子量Mw20万のプルランを母体とした窒素含量４
％のDEAE（ジエチルアミノエチル）−プルラン塩酸塩4g
を水80mlに溶解し、ついでメタノール10ml、スチレン単
量体35mlを加え、十分に反応溶液、反応容器中の空気を
窒素ガスで置換した後よく撹拌しながら、0.1N硝酸30ml
に溶かした硝酸第二セリウムアンモニウムニトレイト20
0mgを加え反応を開始する。

反応は室温で１時間行いラテックスが生成する。反応
終了は停止剤としてハイドロキノン１％溶液3mlを使用
した。

後の精製及び乾燥工程は実施例１と同様に行い、DEAE
（ジエチルアミノエチル）プルラン−スチレン共重合体
の塩酸塩6gを得た。

窒素含量1.14％グラフト率350％対DEAEプルラン収率4
3％実施例３平均分子量Mw4万のデキストランを母体とした窒素含
量５％のAE（アミノエチル）デキストラン塩酸塩4gを水
90mlに溶解し、ついでメタノール5ml、メタクリル酸ブ
チル20mlを加え、十分に反応溶液、反応容器中の空気を
窒素ガスで置換した後よく撹拌しながら、0.1N硝酸15ml
に溶かした硝酸第二セリウムアンモニウムニトレイト50
mgを加え反応を開始する。反応は室温で30分行いラテッ
クスが生成する。反応終了は停止剤としてはハイドロキ
ノン１％溶液3mlを使用した。後の精製及び乾燥工程は
実施例１と同様に行い、AE（アミノエチル）デキストラ
ン−メタクリル酸ブチル共重合体の塩酸塩6gを得た。

窒素含量2.0％グラフト率300％対AE−デキストラン収
率30％このものは、AEデキストラン塩酸塩の良溶媒である水
にもポリメタクリル酸ブチルの良溶媒であるアセトンに
も溶けない。

実施例４平均分子量Mw3万のプルランを母体とした窒素含量３
％のHPTMA（２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモ
ニウム）−プルラン塩酸塩4gを水100mlに溶解し、つい
でアクリル酸メチル単量体30mlを加え、十分に反応溶
液、反応容器中の空気を窒素ガスで置換した後よく撹拌
しながら、0.1N硝酸20mlに溶かした硝酸第二セリウムア
ンモニウムニトレイト200mgを加え反応を開始する。反
応は室温で１時間行いラテックスが生成する。反応終了
は停止剤としてハイドロキノン１％溶液4mlを使用し
た。後の精製及び乾燥工程は実施例１と同様に行い、HP
TMA（２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ム）プルラン−アクリル酸メチル共重合体の塩酸塩2gを
得た。

窒素含量２％グラフト率150％HPTMAプルラン収率33％参考例１実施例１と同様な反応を行った後、ラテックスの反応
終了溶液をメタノール中に注入せず、水中で透折を行い
未反応物及び開始剤を除去して、ホモポリマーの混ざっ
たDEAEデキストラン−MMA共重合体ラテックスを得た。

このものはリウマチ様因子検出用試薬として有用であ
りテスト結果を示す。

テスト方法このラテックスの２％溶液に等量の抗体、〔すなわち20μg/mgラテックスになるようにグリシン−
Naclバッフア−γグロブリン（GB）（0.05mol/1、PH8.
2）で希釈されたもの〕を撹拌しながら１滴ずつ加え、
室温で２時間撹拌の後、（必要なら4000回転で30分間遠
心し、又GBで再浮遊を繰り返す）最後に0.5％BSA（ウシ
アルブミン）加GBにて１％浮遊液として４℃に保存す
る。

清拭したガラス板に本発明の上記感作ラテックス液を
毛細管で１滴滴下して、あらかじめGBで 1/20に希釈されたリウマチ様因子陽性血清を毛細管で0.
05mlガラス板上のラテックス液に滴下し撹拌し、ガラス
板をゆり動かしてから凝集の有無を約３分後肉眼で判定
したところ凝集塊がみられた。同様な操作を既知の1/20
に希釈されたリウマチ様因子陰性血清で行ったところ凝
集塊はみられなかった。

参考例２実施例２と同様な反応を行った後、ラテックスの反応
終了溶液をメタノール中に注入せず、水中で透折を行い
未反応物及び開始剤を除去して、ホモポリマーの混ざっ
たDEAEプルラン−スチレン共重合体ラテックスを得た。

このものはリチウム様因子検出用試薬として有用であ
った。

参考例１のごとくこのもののラテックスの２％溶液に
等量の抗体、〔すなわち20μg/mgラテックスになるようにグリシン−
Naclバッファ−γグロブリン（GB）（0.05mol/1、PH8.
2）で希釈され感作されたラテックス液は参考例１の手
順でリウマチ様因子陽性血清において凝集の有無を肉眼
で判定したところ凝集塊がみられたが、リウマチ様因子
陰性血清では凝集塊はみられなかった。

参考例３実施例３と同様な反応を行った後、ラテックスの反応
終了溶液をメタノール中に注入せず、水中で透折を行い
未反応物及び開始剤を除去して、ホモポリマーの混ざっ
たAE（アミノエチル）デキストラン−メタクリル酸ブリ
ル共重合体ラテックスを得た。

このものはリウマチ様因子検出用試薬として有用であ
った。

参考例１のごとくこのもののラテックスの２％溶液に
等量の抗体、〔すなわち20μg/mgラテックスになるようにグリシン−
Naclバッファ−γグロブリン（GB）（0.05mol/1、PH8.
2）で希釈され感作されたラテックス液は実施例２の手
順でリウマチ様因子陽性血清において凝集の有無を肉眼
で判定したところ凝集塊がみられたが、リウマチ様因子
陰性血清では凝集塊はみられなかった。

参考例４実施例４と同様な反応を行った後、水中で透折を行い
未反応物及び開始剤を除去して、ホモポリマーの混ざっ
たHPTMA（２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニ
ウム）プルラン−アクリル酸メチル共重合体ラテックス
を得た。

参考例１のごとくこのもののラテックスの２％溶液に
等量の抗体、〔すなわち20μg/mgラテックスになるよう
にグリシン−Naclバッフアーγグロブリン（GB）（0.05
mol/1、PH8.2）で希釈され感作されたラテックス液は参
考例１の手順でリウマチ様因子陽性血清において凝集の
有無を肉眼を判定したところ凝集塊がみられたが、リウ
マチ様因子陰性血清では凝集塊はみられなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例１のDEAE−デキストラン−
MMA共重合体の塩酸塩の赤外吸収スペクトル図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式〔C₆H₇O₂（OH）_3-a・（OX）_ａ〕ｘ・H₂O （１）〔式中Ｘは、−（CH₂）nR₁（R₁は−NH₃ ⁺、−NH⁺（CH₃）
_２、−NH⁺（C₂H₅）_２、−N⁺（CH₂）₂CH₂CH（OH）CH₃、
−N⁺（C₂H₅）_２（C₂H₅）Ｎ（C₂H₅）_２、−N⁺（C₂H₅）₂C
H₂CH（OH）CH₃、−N⁺（C₂H₅）_３、−C₆H₄・NH₃ ⁺、−CO
・C₆H₄・NH₃ ⁺よりなる群から選ばれる基、ｎ＝１〜３の
整数）、又は−COR₂（R₂は−CH₂・NH₃ ⁺又は−C₆H₄・NH₃
⁺）又は−CH₂CH（OH）・CH₂R₃（R₃は−NH₃ ⁺、−NH⁺（CH
₃）_２、−NH⁺（C₂H₅）_２、−N⁺（C₂H₅）_３からなる群か
ら選ばれる基）又は−NH・CH₂・CH₃、ａは０＜ａ＜３の
正数、ｘは50,000≧ｘ≧５の整数〕で表される水可溶性
リニア多糖類の陽イオン性誘導体からなる幹ポリマー
に、〔ここでR₄、R₅とR₆はそれぞれ水素原子又はCH₃ より選ばれる、R₇は（R₈はここで水素原子、C₁〜C₁₂のアルキル基、シクロ
ヘキシル基、C₁〜C₄低級アルキル置換シクロヘキシル
基、C₁〜C₈のヒドロキシアルキル基、C₁〜〜C₈のアミノ
アルキル基、C₁〜C₈のジアルキルアミノアルキル基、グ
リシジル基、テトラヒドロフラン基、C₁〜C₄の低級アル
キル置換テトラヒドロフラン基、ベンジル基及び（−CH
₂CH₂−Ｏ−）yCH₂CH₂OH基（ただしｙは１〜10の正
数）、−Ｎ（R₉）_２（R₉は水素原子又はC₁〜C₄のアルキ
ル基、２つのR₉は同じでも異なっていてもよい））、（R₁₀はC₁〜C₈のアルキル基）、フェニル基、ピリジン
基、トリル基、ピロリドン基及びC₁〜C₄低級アルキル置
換ピロリドン基よりなる群から選ばれる基を示す〕で示
されるビニル化合物をグラフト重合して成る、グラフト
共重合体の製造法。