JP2013237740A - ポリマー粒子の製造方法、ポリマー粒子、クロマトグラフィーカラム用充填剤、及びクロマトグラフィーカラム - Google Patents

Abstract

【課題】アクリルアミドモノマーから順相懸濁重合法によりポリマー粒子を製造する方法、該製造方法により製造されたポリマー粒子、該粒子を用いたクロマトグラフィーカラム用充填剤、及びクロマトグラフィーカラムの提供。
【解決手段】Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを含有するモノマー組成物を水系媒体中に分散させる工程と、前記分散させたモノマー組成物を重合させる工程と、を含むことを特徴とするポリマー粒子の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明はポリマー粒子の製造方法、該製造方法により製造されたポリマー粒子、該粒子を用いたクロマトグラフィーカラム用充填剤、及びクロマトグラフィーカラムに関する。

従来、クロマトグラフィー用担体として、ポリ（メタ）アクリルエステル類、ポリ（メタ）アクリルアミド類等の合成ポリマーや、多糖類等の天然ポリマーの粒子が用いられている。このうち合成ポリマーの粒子は、保護基等で疎水化処理したモノマーを重合させる方法や、順相懸濁重合（Ｏ／Ｗ型）および逆相懸濁重合（Ｗ／Ｏ型）のいずれかの方法で製造される。
疎水化処理した場合には重合後に親水性基に変換する二次処理を行わなければならず、逆相懸濁重合は、多量の有機溶媒を必要とし、粒子調製の工程が複雑であるという問題があるものの、アクリルアミドモノマーは一般に有機溶媒への溶解性が低いため、これを用いた順相懸濁重合はこれまで行われておらず、アクリルアミドモノマーを用いたポリアクリルアミド粒子の調製には、一般的に、保護基等で疎水化処理したモノマーを重合する方法、或いは逆相懸濁により重合する方法が採用されている（特許文献１〜３）。

特表２００３−５１１６５９号公報 特表２００９−５０３２０３号公報 特開２００６−１１１７１７号公報

本発明が解決しようとする課題は、アクリルアミドモノマーから順相懸濁重合法によりポリマー粒子を製造する方法、該製造方法により製造されたポリマー粒子、該粒子を用いたクロマトグラフィーカラム用充填剤、及びクロマトグラフィーカラムを提供することにある。

そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを含有するモノマー組成物を水系媒体中に分散させ、前記モノマー組成物を重合させることにより、アクリルアミドモノマーから順相懸濁重合法によりポリマー粒子を製造できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを含有するモノマー組成物を水系媒体中に分散させる工程と、前記分散させたモノマー組成物を重合させる工程とを含むことを特徴とするポリマー粒子の製造方法を提供するものである。

また、本発明は、上記製造方法により製造されたポリマー粒子を提供するものである。
更に、本発明は、上記ポリマー粒子を担体とするクロマトグラフィーカラム用充填剤を提供するものである。
更に、本発明は、上記ポリマー粒子にリガンドを固定化したアフィニティクロマトグラフィー用充填剤を提供するものである。
更に、本発明は、上記充填剤が充填されているクロマトグラフィーカラムを提供するものである。

本発明によれば、アクリルアミドモノマーから順相懸濁重合法によりポリマー粒子を製造できる。

本発明のポリマー粒子の製造方法は、Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを含有するモノマー組成物（重合性組成物ともいう）を水系媒体中に分散させ、前記モノマー組成物を重合させる工程を含むことを特徴とするものである。上記モノマー組成物は、モノマーを含有する組成物を意味する。

本発明で用いる多官能モノマーは、Ｎ置換アクリルアミド基を複数有するものである。多官能モノマーが有するＮ置換アクリルアミド基としては、ゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、炭素数１〜３のアルキル基が窒素原子に置換しているアクリルアミド基が好ましい。
また、Ｎ置換アクリルアミド基の個数としては、ゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、一分子あたり２〜６個が好ましく、２〜４個がより好ましく、２個が特に好ましい。

上記多官能モノマーの好適な具体例としては、下記式（１）で表されるものが挙げられる。斯様な多官能モノマーを用いることにより、順相懸濁重合法によりポリマー粒子を効率よく得ることができる。

〔式（１）中、Ｒ¹は炭素数２〜８のアルキレン基を示し、Ｒ²及びＲ³は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ²及びＲ³が一緒になって隣接する窒素原子及びＲ¹と共に複素環を形成していてもよい。但し、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³の炭素数の合計は５以上である。〕

ここで、Ｒ¹で示される炭素数２〜８のアルキレン基は直鎖状でも分岐状でもよく、例えばエタン−１，１−ジイル基、エタン−１，２−ジイル基、プロパン−１，１−ジイル基、プロパン−１，２−ジイル基、プロパン−１，３−ジイル基、プロパン−２，２−ジイル基、ブタン−１，２−ジイル基、ブタン−１，３−ジイル基、ブタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，４−ジイル基、ペンタン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，５−ジイル基、ヘキサン−１，６−ジイル基、ヘプタン−１，７−ジイル基、オクタン−１，８−ジイル基等が挙げられる。アルキレン基の炭素数は好ましくは３〜８であり、より好ましくは３〜６である。

Ｒ²及びＲ³で示される炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基又はエチル基が好ましく、Ｒ²及びＲ³が共にメチル基又はエチル基であるのがより好ましく、エチル基であるのが更に好ましい。

また、Ｒ²及びＲ³は一緒になって隣接する窒素原子及びＲ¹と共に複素環を形成していてもよい。斯かる複素環基としては、２−メチルピペラジン−１，４−ジイル基、２−エチルピペラジン−１，４−ジイル基、２，５−ジメチルピペラジン−１，４−ジイル基、２，５−ジエチルピペラジン−１，４−ジイル基、１，４−パーヒドロジアゼピン−１，４−ジイル基、６−メチル−１，４−パーヒドロジアゼピン−１，４−ジイル基、６−エチル−１，４−パーヒドロジアゼピン−１，４−ジイル基等が挙げられる。

また、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³の炭素数の合計は５以上であるが、順相懸濁重合法によりポリマー粒子を効率よく得る観点から、好ましくは５〜１５であり、より好ましくは５〜１２であり、更に好ましくは６〜１０であり、特に好ましくは７〜９である。

また、本発明で用いる多官能モノマーの好適な具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパン（ＤＥＡＡＰ）〔溶解度パラメータ：２２．６（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，６−ビス（アクリルアミド）ヘキサン（ＤＥＡＡＨ）〔２１．７（ＭＰａ）^1/2〕、１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジン（ＢＡＰ）〔２３．６（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，４−ビス（アクリルアミド）ブタン〔２２．３（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，５−ビス（アクリルアミド）ペンタン〔２２．０（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパン〔２３．４（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，６−ビス（アクリルアミド）ヘキサン〔２２．３（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，４−ビス（アクリルアミド）ブタン〔２３．０（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，５−ビス（アクリルアミド）ペンタン〔２２．６（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられ、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

ここで、本明細書において溶解度パラメータはfedors法で算出されるＳＰ値を意味し、化合物の溶解度パラメータδは次式で求められる。

δ＝（ΔＥ／ΔＶ）^1/2（ＭＰａ）^1/2

（式中、ΔＥは蒸発エネルギー（Ｊ／ｍｏｌ）を示し、ΔＶは２５℃におけるモル体積（ｃｍ³／ｍｏｌ）を示す。）

また、上記多官能モノマーの溶解度パラメータδとしては、ゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、１０．０（ＭＰａ）^1/2以上３０．０（ＭＰａ）^1/2以下が好ましく、１５．０（ＭＰａ）^1/2以上２５．０（ＭＰａ）^1/2以下がより好ましく、１７．５（ＭＰａ）^1/2以上２４．０（ＭＰａ）^1/2未満が更に好ましく、２０．０（ＭＰａ）^1/2以上２３．５（ＭＰａ）^1/2以下が更に好ましく、２１．０（ＭＰａ）^1/2以上２３．０（ＭＰａ）^1/2以下が更に好ましい。

また、上記多官能モノマーの使用量は、ポリマー粒子の力学的強度、特にクロマトカラム粒子として使用した場合の圧力性能の観点から、モノマー総量に対し、２０〜９９質量％が好ましく、５０〜９０質量％がより好ましい。

また、本発明で用いるモノマー組成物は、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーと共重合可能な他のモノマーを含んでいてもよい。斯かる他のモノマーとしては、非架橋性（単官能）モノマー、架橋性（多官能）モノマーのいずれも使用することができ、これらを併用してもよい。該他のモノマーの溶解度パラメータδは、ゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、好ましくは１０．０（ＭＰａ）^1/2以上２９．０（ＭＰａ）^1/2以下であり、より好ましくは１５．０（ＭＰａ）^1/2以上２７．５（ＭＰａ）^1/2以下であり、更に好ましくは１６．５（ＭＰａ）^1/2以上２６．０（ＭＰａ）^1/2以下であり、更に好ましくは１７．５（ＭＰａ）^1/2以上２４．０（ＭＰａ）^1/2以下である。

上記非架橋性モノマーとしては、（メタ）アクリルアミド系モノマー、スチレン系モノマー、Ｎ−ビニルアミド系モノマー、ビニルケトン系モノマー、アクリロニトリル系モノマーが好ましい。

上記（メタ）アクリルアミド系モノマーとしては、ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡＡＭ）〔２３．９（ＭＰａ）^1/2〕、ジエチルアクリルアミド（ＤＥＡＡＭ）〔２０．７（ＭＰａ）^1/2〕、プロピルアクリルアミド〔２２．０（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロピルアクリルアミド〔２１．６（ＭＰａ）^1/2〕、アクリロイルモルホリン〔２８．０（ＭＰａ）^1/2〕、アクリロイルピロリジン〔２７．９（ＭＰａ）^1/2〕、アクリロイルピペリジン〔２５．８（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。

上記（メタ）アクリルアミド系モノマーの中でも、下記式（３）で表されるものが好ましい。

〔式（３）中、Ｒ⁴は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁵及びＲ⁶はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。〕

上記Ｒ⁴としては水素原子が好ましい。また、Ｒ⁵及びＲ⁶としては炭素数１〜４のアルキル基が好ましい。該アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は好ましくは１又は２である。

また、上記スチレン系モノマーとしては、スチレン〔１８．９（ＭＰａ）^1/2〕、α−メチルスチレン〔１８．８（ＭＰａ）^1/2〕、ハロゲン化スチレン〔２０．０−２１．８（ＭＰａ）^1/2〕（フルオロスチレン〔２０．０（ＭＰａ）^1/2〕、クロロスチレン〔２１．０（ＭＰａ）^1/2〕、ブロモスチレン〔２１．２（ＭＰａ）^1/2〕、ヨードスチレン〔２１．８（ＭＰａ）^1/2〕）、４−メトキシスチレン〔１９．２（ＭＰａ）^1/2〕、４−エトキシスチレン〔１９．０（ＭＰａ）^1/2〕、１，２−ジヒドロキシ−３−（４−ビニルベンジルオキシ）プロパン〔２８．０（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。
また、上記Ｎ−ビニルアミド系モノマーとしては、Ｎ−ビニルホルムアミド〔２６．１（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−ビニルアセトアミド〔２３．５（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−ビニルプロパミド〔２２．６（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−ビニルブタミド〔２２．０（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルホルムアミド〔２１．７（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルアセトアミド〔１９．５（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルプロパミド〔１９．３（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−メチル−Ｎ−ビニルブタミド〔１９．１（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−エチル−Ｎ−ビニルホルムアミド〔２１．１（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−エチル−Ｎ−ビニルアセトアミド〔１９．３（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−エチル−Ｎ−ビニルプロパミド〔１９．１（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−エチル−Ｎ−ビニルブタミド〔１８．９（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−プロピル−Ｎ−ビニルホルムアミド〔２０．７（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−プロピル−Ｎ−ビニルアセトアミド〔１９．１（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−プロピル−Ｎ−ビニルプロパミド〔１８．９（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−プロピル−Ｎ−ビニルブタミド〔１８．８（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−ビニルホルムアミド〔２０．３（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−ビニルアセトアミド〔１８．８（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−ビニルプロパミド〔１８．７（ＭＰａ）^1/2〕、Ｎ−イソプロピル−Ｎ−ビニルブタミド〔１８．６（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。

また、上記ビニルケトン系モノマーとしては、アクロレイン〔２１．６（ＭＰａ）^1/2〕、メチルビニルケトン〔１７．７（ＭＰａ）^1/2〕、エチルビニルケトン〔１７．７（ＭＰａ）^1/2〕、プロピルビニルケトン〔１７．７（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロピルビニルケトン〔１７．２（ＭＰａ）^1/2〕、メタクリロレイン〔２１．０（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロペニルメチルケトン〔１７．８（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロペニルエチルケトン〔１７．７（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロペニルプロピルケトン〔１７．７（ＭＰａ）^1/2〕、イソプロペニルイソプロピルケトン〔１７．３（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。

また、上記アクリロニトリル系モノマーとしては、アクリロニトリル〔２２．７（ＭＰａ）^1/2〕、メタクリロニトリル〔２２．０（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。
これら非架橋性モノマーの中でも、耐アルカリ性を向上させる場合には、（メタ）アクリルアミド系モノマーが好ましい。

また、上記架橋性モノマーとしては、二官能モノマーが好ましく、エポキシ基含有不飽和モノマーがより好ましい。例えば、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）〔１９．５（ＭＰａ）^1/2〕、３，４−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート（Ｍ１００）〔１８．５（ＭＰａ）^1/2〕、（４−ビニルベンジル）グリシジルエーテル（ＶＢＧＥ）〔１９．９（ＭＰａ）^1/2〕、グリシジルアクリレート〔１９．７（ＭＰａ）^1/2〕、アリルグリシジルエーテル〔１６．９（ＭＰａ）^1/2〕等が挙げられる。二官能モノマーとして、ヒドロキシエチルアクリルアミド〔２８．３（ＭＰａ）^1/2〕、ヒドロキシプロピルアクリルアミド〔２８．１（ＭＰａ）^1/2〕などの水酸基含有不飽和モノマー；ダイアセトンアクリルアミド〔２１．９（ＭＰａ）^1/2〕、２−アセトアセトキシエチルメタクリレート〔２１．１（ＭＰａ）^1/2〕などのカルボニル基含有不飽和モノマー；メタクリル酸〔２２．０（ＭＰａ）^1/2〕、４−ビニル安息香酸〔２３．６（ＭＰａ）^1/2〕などのカルボン酸基含有不飽和モノマー；ジビニルベンゼン〔１９．０（ＭＰａ）^1/2〕などの架橋性不飽和モノマーも使用することができる。

なお、粒子のアルカリ耐性を向上させる場合には、上述のような多官能モノマーと共重合可能な他のモノマーの中でも、カルボン酸エステル結合を有さないものが好ましい。

また、モノマーの組み合わせとしては、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーと上記非架橋性モノマーと上記架橋性モノマーとの組み合わせが好ましい。中でも、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーと（メタ）アクリルアミド系モノマーとエポキシ基含有不飽和モノマーとの組み合わせ、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーとＮ−ビニルアミド系モノマーとエポキシ基含有不飽和モノマーとの組み合わせ、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーとビニルケトン系モノマーとエポキシ基含有不飽和モノマーとの組み合わせが好ましく、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーと（メタ）アクリルアミド系モノマーとエポキシ基含有不飽和モノマーとの組み合わせがより好ましい。
また、斯様に非架橋性モノマーと架橋性モノマーを併用する場合、非架橋性モノマーの使用量は、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマー１００質量部に対し、１〜８０質量部が好ましく、１．５〜５０質量部がより好ましく、１０〜４０質量部が更に好ましい。
一方、架橋性モノマーの使用量は、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマー１００質量部に対し、１〜８０質量部が好ましく、５〜２５質量部がより好ましく、５〜２０質量部が更に好ましい。

また、上記モノマー組成物としては、有機溶媒を含むものが好ましい。有機溶媒は、上記Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを溶解するものを１種以上含むものであればよいが、多孔化剤として作用する有機溶媒を使用することにより、多孔質のポリマー粒子を製造できる。

斯様な有機溶媒としては、ヘキサン〔溶解度パラメータ：１５．０（ＭＰａ）^1/2〕、ヘプタン〔１５．２（ＭＰａ）^1/2〕、オクタン〔１５．５（ＭＰａ）^1/2〕、ノナン〔１５．６（ＭＰａ）^1/2〕、デカン〔１５．８（ＭＰａ）^1/2〕、ウンデカン〔１５．９（ＭＰａ）^1/2〕等の脂肪族炭化水素類；シクロヘキサン〔８．１（ＭＰａ）^1/2〕、シクロペンタン〔８．１（ＭＰａ）^1/2〕等の脂環式炭化水素類；ベンゼン〔２１．２（ＭＰａ）^1/2〕、トルエン〔１８．２（ＭＰａ）^1/2〕、キシレン〔１８．６（ＭＰａ）^1/2〕、ナフタレン〔２１．２（ＭＰａ）^1/2〕、エチルベンゼン〔１８．５（ＭＰａ）^1/2〕等の芳香族炭化水素類；四塩化炭素〔２４．９（ＭＰａ）^1/2〕、テトラクロロエタン〔２３．８（ＭＰａ）^1/2〕等のハロゲン化炭化水素類；１−ブタノール〔２３．２（ＭＰａ）^1/2〕、１−ペンタノール〔２２．４（ＭＰａ）^1/2〕、１−ヘキサノール〔２１．９（ＭＰａ）^1/2〕、１−ヘプタノール〔２１．４（ＭＰａ）^1/2〕、１−オクタノール〔２０．０（ＭＰａ）^1/2〕、４−メチル−２−ペンタノール〔１８．９（ＭＰａ）^1/2〕、２−エチル−１−ヘキサノール〔１８．８（ＭＰａ）^1/2〕等の脂肪族アルコール類；シクロヘキサノール〔３４．４（ＭＰａ）^1/2〕等の脂環式アルコール類；２−フェニルエチルアルコール〔２２．５（ＭＰａ）^1/2〕、ベンジルアルコール〔２３．３（ＭＰａ）^1/2〕等の芳香族アルコール類；ジエチルケトン〔１７．２（ＭＰａ）^1/2〕、メチルイソブチルケトン〔１６．９（ＭＰａ）^1/2〕、ジイソブチルケトン〔１６．８（ＭＰａ）^1/2〕、アセトフェノン〔２０．９（ＭＰａ）^1/2〕、２−オクタノン〔１７．４（ＭＰａ）^1/2〕、シクロヘキサノン〔２０．１（ＭＰａ）^1/2〕等のケトン類；ジブチルエーテル〔１５．６（ＭＰａ）^1/2〕、ジイソブチルエーテル〔１５．２（ＭＰａ）^1/2〕、アニソール〔１９．２（ＭＰａ）^1/2〕、エトキシベンゼン〔１９．０（ＭＰａ）^1/2〕等のエーテル類；酢酸ブチル〔１７．６（ＭＰａ）^1/2〕、酢酸イソペンチル〔１７．４（ＭＰａ）^1/2〕、酢酸−３−メトキシブチル〔１９．４（ＭＰａ）^1/2〕、マロン酸ジエチル〔１９．５（ＭＰａ）^1/2〕等のエステル類の他、非架橋性ビニルモノマーのホモポリマー等の線状重合物が挙げられる。これら有機溶媒は単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、順相懸濁重合法によりポリマー粒子を効率よく得る観点から、ケトン類、芳香族アルコール類、脂環式炭化水素類が好ましい。

また、有機溶媒としては、ゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、溶解パラメータδが１５（ＭＰａ）^1/2以上である有機溶媒を１種以上含むものが好ましく、１７（ＭＰａ）^1/2以上である有機溶媒を１種以上含むものがより好ましく、１７〜３０（ＭＰａ）^1/2である有機溶媒を１種以上含むものがより好ましい。また、上記と同様にゲル付着の少ないポリマー粒子を得る観点から、溶解度パラメータδが１９（ＭＰａ）^1/2以上である有機溶媒と溶解度パラメータδが１９（ＭＰａ）^1/2未満である有機溶媒との混液が好ましく、溶解度パラメータδが１７〜１９（ＭＰａ）^1/2以上である有機溶媒と溶解度パラメータδが２０〜３０（ＭＰａ）^1/2未満である有機溶媒との混液がより好ましい。

上記有機溶媒の溶解度パラメータδ（混液の場合は後述するδ_mix）としては、１５〜３０（ＭＰａ）^1/2が好ましく、１７〜３０（ＭＰａ）^1/2がより好ましく、１７〜２６（ＭＰａ）^1/2が更に好ましく、１７〜２２（ＭＰａ）^1/2が更に好ましい。
また、Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーの溶解度パラメータδと有機溶媒の溶解度パラメータδ（混液の場合は後述するδ_mix）との差の絶対値の上限としては、ゲル付着の少ない多孔質ポリマー粒子を得る観点から、５．８（ＭＰａ）^1/2以下がより好ましく、５．２（ＭＰａ）^1/2未満が更に好ましく、４．９（ＭＰａ）^1/2未満が更に好ましく、４．５（ＭＰａ）^1/2以下が特に好ましい。一方、その下限としては、多孔質粒子を得る観点から、１．７（ＭＰａ）^1/2以上が好ましく、２．５（ＭＰａ）^1/2以上がより好ましい。

上記有機溶媒の溶解度パラメータは、多官能モノマーと同様にして算出できるが、有機溶媒が２種以上で構成される混液である場合、その溶解度パラメータδ_mixは次式で求められる。

δ_mix＝(Σδ_i ²φ_i)^1/2（ＭＰａ）^1/2

（式中、δ_iは混液を構成する各有機溶媒の溶解度パラメータを示し、φ_iはその有機溶媒の体積分率を示す。なお、φ_iは溶媒の体積には加成性があるものとして算出し、溶媒の総体積＝各溶媒の体積の和の関係が成立するものとして計算した。）

有機溶媒を使用する場合、その使用量は、モノマー総量１００質量部に対して、通常、５０〜１０００質量部程度であり、好ましくは１００〜６００質量部であり、より好ましくは１５０〜４００質量部である。

また、本発明の製造方法は、上記モノマー組成物を水系媒体中に分散させるものである。
水系媒体としては、水を含んでいれば特に限定されないが、例えば、水溶性高分子水溶液等が挙げられる。水溶性高分子としては、例えばヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、デンプン、ゼラチン等が挙げられる。
水系媒体の使用量は、モノマー組成物総量１００質量部に対して、通常、１００〜１００００質量部程度であり、好ましくは５００〜６０００質量部であり、より好ましくは５００〜３０００質量部である。

また、水系媒体の分散媒として水を用いる場合、例えば、炭酸カルシウム、硫酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、燐酸カルシウム、塩化ナトリウム等の分散安定剤を使用してもよい。分散安定剤の使用量は、水１００質量部に対して、通常、０．１〜５質量部程度である。

また、本発明の製造方法は、上記で分散させたモノマー組成物を重合させるものである。「モノマー組成物を重合させる」とは、モノマー組成物に含まれるモノマーを重合させることを意味する。斯かる重合は通常、重合開始剤存在下で行われる。

上記重合開始剤としてはラジカル重合開始剤が好ましい。ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等が挙げられ、具体的には、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、酸化ベンゾイル、過酸化ジ−ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、通常、モノマー総量１００質量部に対して０．１〜５質量部程度である。

また、反応系内には、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリール硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、脂肪酸塩などのアニオン性界面活性剤を始め、各種界面活性剤を乳化剤として添加することもできる。
また、ｔｅｒｔ−ブチルピロカテコール、ベンゾキノン、ピクリン酸、ハイドロキノン、塩化銅又は塩化第二鉄等の重合禁止剤、ドデシルメルカプタン等の重合補助剤を添加することも可能である。

また、重合温度は重合開始剤に応じて決定すればよい。好ましい重合温度は、１０時間半減期温度＋２０℃を中心に、上下２０℃以内が好ましく、さらに好ましくは上下１０℃以内である。例えば、アゾビスイソブチロニトリルを重合開始剤として用いた場合には、１０時間半減期が約６０℃であるため、８０℃を中心とし上下２０℃以内の６０〜１００℃が好ましく、７０〜９０℃がさらに好ましい。なお、加熱する場合、重合開始剤は加熱前に添加してもよく、加熱後に添加してもよい。

また、重合時間は通常２〜２０時間、好ましくは３〜１０時間である。
なお、上記重合させることにより生成したポリマー粒子は、必要に応じて多孔化剤や未反応モノマーを蒸留、抽出、洗浄等により除去することで得ることができる。

そして、本発明によれば、アクリルアミドモノマーから順相懸濁重合法によりポリマー粒子を製造できる。すなわち、本発明の製造方法によれば、逆相懸濁重合により重合した場合と比べて、アクリルアミドモノマーから誘導されるポリマー粒子の粒径やポアサイズを容易に調整できる。
また、斯かる製造方法により製造された多孔質ポリマー粒子は、親水性が高く、生体高分子などの非特異的吸着が生じにくいため、クロマトグラフィー用担体として有用である。
特に、本発明のポリマー粒子は、抗原又は抗体等の一次プローブとしてのタンパク（例えば、プロテインＡ等のイムノグロブリン結合タンパク質）を結合させたタンパク結合粒子として極めて有用である。

本発明のクロマトグラフィーカラム用充填剤は、上記ポリマー粒子を担体とするものである。斯かる充填剤はアフィニティクロマトグラフィーへの使用に適する。斯様な充填剤としては、上記ポリマー粒子にリガンドを固定化したものが挙げられる。リガンドとしては、標的物に対して適度なアフィニティーを有するものであれば、その種類は特に限定されないが、例えば、プロテインＡ、プロテインＧ、アビジン等のタンパク質；インシュリン等のペプチド；モノクローナル抗体等の抗体；酵素；ホルモン；ＤＮＡ；ＲＮＡ；ヘパリン、ルイスＸ、ガングリオシド等の糖質；イミノジ酢酸、合成色素、２−アミノフェニル硼素酸、４−アミノベンズアミジン、グルタチオン、ビオチンやその誘導体のような低分子化合物を用いることができる。上記に例示したリガンドはその全体を用いてもよいが、リコンビナント、酵素処理等によって得られるそのフラグメントや融合体を用いてもよい。また、人工的に合成されたペプチドやペプチド誘導体であってもよい。イムノグロブリンの分離または精製に好適なリガンドとしては、例えばプロテインＡおよびプロテインＧであり、さらに好ましくはプロテインＡのイムノグロブリン結合ドメインである。
また、本発明のクロマトグラフィーカラムは上記充填剤が充填されているものである。該カラムはアフィニティクロマトグラフィーへの使用に適する。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例における各分析条件は以下に示すとおりである。
＜平均粒径、変動係数＞
平均粒径（体積平均粒径）および変動係数は、固形分濃度が２．５％程度となるように水で希釈した検体について、シスメックス社製フロー式粒子像分析装置（型番 ＦＰＩＡ−３０００）を用いてトータルカウント５００個にセットして求めた。
＜比表面積＞
比表面積は、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール溶媒中で真空乾燥して得られた検体について、島津製作所社製オートポアＩＶ９５２０を用いて、細孔径範囲で１０〜５０００ｎｍを測定範囲とする条件により測定した。

実施例１
（４−ビニルベンジル）グリシジルエーテル（東レファインケミカル社製）０．９ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（興人社製）０．９ｇ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド（興人社製）０．９ｇ及びＮ，Ｎ’−ジエチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパン（ＪＳＲ社製）６．１ｇを、２−オクタノン（東洋合成工業社製）とアセトフェノン（井上香料製造所社製）の７：３混合液（質量比）１８．１ｇに溶解させ、有機モノマー溶液を調製した。
一方、ポリビニルアルコール（クラレ社製：ＰＶＡ−２１７）２．５ｇ、ドデシル硫酸ナトリウム（花王社製：エマール１０Ｇ）０．２ｇ、硫酸ナトリウム（和光純薬工業社製）２．５ｇ及び亜硝酸ナトリウム（和光純薬工業社製）１．２ｇを純水２４５ｇに添加し、攪拌して水溶液を調製した。この水溶液を５００ｍＬセパラブルフラスコ内に投入し、温度計、攪拌翼及び冷却管を装着して、温水バスにセットし、窒素雰囲気下３６０ｒｐｍで攪拌を開始した。次いで、セパラブルフラスコに上記有機モノマー溶液を添加し、温水バスにより加熱し、液温が８５℃になったところで２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（和光純薬工業社製）０．１ｇを添加し、３．５時間攪拌を行った。反応物を冷却した後、５００ｍＬポリプロピレン製ビンに移しポリマー粒子を沈降させ、デカンテーションにより上澄み液を捨て、残ったポリマー粒子を水とエタノールで洗浄した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径４６μｍ、変動係数１５％、比表面積９４ｍ²／ｇの多孔質粒子であった。

実施例２
Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパンの代わりにＮ，Ｎ’−ジエチル−１，６−ビス（アクリルアミド）ヘキサン（ＪＳＲ社製）を使用し、２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の代わりに２−オクタノンを使用し、攪拌速度を２８０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径３９μｍ、変動係数１４％、比表面積６２ｍ²／ｇの多孔質粒子であった。

実施例３
（４−ビニルベンジル）グリシジルエーテルの代わりに３，４−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート（ダイセル製：サイクロマーＭ１００）を使用し、２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の質量比を７：３から６：４に変更し、上記ポリビニルアルコール、ドデシル硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム及び亜硝酸ナトリウムに加えて更にポリビニルアルコール（クラレ社製：ＰＶＡ−４０５）０．５ｇを用いて水溶液を調製し、有機モノマー溶液を添加する温度を室温から８５℃に変更し、攪拌速度を３７５ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径５２μｍ、変動係数１５％、比表面積９４ｍ²／ｇの多孔質粒子であった。

実施例４
３，４−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレートの代わりにグリシジルメタクリレート（三菱レーヨン社製）０．４ｇを使用し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの使用量を１．１ｇに変更し、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドの使用量を１．１ｇに変更し、２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の質量比を６：４から４：６に変更し、攪拌速度を３４５ｒｐｍに変更した以外は、実施例３と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径５６μｍ、変動係数１２％、比表面積９７ｍ²／ｇの多孔質粒子であった。

実施例５
モノマーを、（４−ビニルベンジル）グリシジルエーテル０．９ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド１．８ｇ、及びＮ，Ｎ’−ジエチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパン６．１ｇに変更し、２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の代わりにアセトフェノンを使用し、ポリビニルアルコールの使用量を０．５ｇに変更し、ドデシル硫酸ナトリウムと硫酸ナトリウムの使用量をそれぞれ０．１ｇに変更し、攪拌速度を３３０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径１０３μｍ、変動係数３９％、比表面積２１．３ｍ²／ｇの多孔質粒子であった。

実施例６
（４−ビニルベンジル）グリシジルエーテル０．６ｇ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド１．３ｇ及び１，４−ビス（アクリロイル）ピペラジン（Ｂｉｏ−Ｒａｄ社製）４．４ｇをアセトフェノン２６．０ｇに溶解させ、有機モノマー溶液を調製した。
一方、ポリビニルアルコール１．５ｇ、ドデシル硫酸ナトリウム０．１ｇ、硫酸ナトリウム２．６ｇ及び亜硝酸ナトリウム１．３ｇを純水２６３ｇに添加し、攪拌して水溶液を調製した。
上記有機モノマー溶液と水溶液を用いたこと、および攪拌速度を４５０ｒｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径５５μｍ、変動係数２６％、比表面積１００ｍ²／ｇであった。

実施例７
Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドの代わりにＮ，Ｎ−ジエチルアクリルアミドを使用し、アセトフェノンの代わりに２−オクタノン（東洋合成工業社製）とアセトフェノン（井上香料製造所社製）の８：２混合液（質量比）を使用した以外は、実施例５と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径７０μｍ、変動係数３８％、比表面積１００ｍ²／ｇであった。

実施例８
２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の代わりに２−オクタノンを使用した以外は、実施例７と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径７６μｍ、変動係数４８％、比表面積２７．５ｍ²／ｇであった。

実施例９
２−オクタノンの代わりにジイソブチルケトンを使用した以外は、実施例８と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径９０μｍ、変動係数３５％、比表面積３６．３ｍ²／ｇであった。

実施例１０
２−オクタノンの代わりに酢酸イソペンチルを使用した以外は、実施例８と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径７９．０μｍ、変動係数４２％、比表面積２５．３ｍ²／ｇであった。

実施例１１
２−オクタノンの代わりにジイソブチルケトンを使用した以外は、実施例２と同様にしてポリマー粒子を製造した。
得られたポリマー粒子は、平均粒径７０．３μｍ、変動係数２９．１％、比表面積８．５ｍ²／ｇであった。

試験例１
実施例１〜１１で得られたポリマー粒子の表面をＳＥＭで観察し、以下の基準に従い評価した。なお、表中の「絶対値」とは、多官能モノマーの溶解度パラメータと有機溶媒の溶解度パラメータとの差の絶対値を意味する。

（ポリマー粒子評価基準）
◎：ゲルの付着がほとんどみられず、且つ多孔質である。
○：ゲルの付着はほとんどみられないものの、細孔がほとんど確認できない。
△：ゲルの付着がみられる。

比較例
Ｎ，Ｎ’−ジエチル−１，３−ビス（アクリルアミド）プロパンの代わりにＮ，Ｎ’−ジメチル−ビス（アクリルアミド）エタン（ＪＳＲ社製）を使用し、２−オクタノンとアセトフェノンの混合液の質量比を７：３から５：５に変更した以外は、実施例１と同様にして有機モノマー溶液を調製した。
次いで、実施例１と同様にして調製した水溶液を５００ｍＬセパラブルフラスコ内に投入し、温度計、攪拌翼及び冷却管を装着して、温水バスにセットし、窒素雰囲気下３００ｒｐｍで攪拌を開始し、これに上記有機モノマー溶液を添加し、温水バスにより加熱し、液温が８５℃になったところで２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（和光純薬工業社製）０．１ｇを添加した。
その結果、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−ビス（アクリルアミド）エタンが水溶液に分散せずに溶解し、順相懸濁重合をすることができなかった。

Claims (15)

1. Ｎ置換アクリルアミド基を複数有する多官能モノマーを含有するモノマー組成物を水系媒体中に分散させる工程と、
   前記分散させたモノマー組成物を重合させる工程と、を含むことを特徴とする
   ポリマー粒子の製造方法。
2. 前記Ｎ置換アクリルアミド基が、炭素数１〜３のアルキル基が窒素原子に置換しているアクリルアミド基である請求項１に記載の製造方法。
3. 前記多官能モノマーが、前記Ｎ置換アクリルアミド基を２〜６個有するものである請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 前記多官能モノマーが下記式（１）で表されるものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造方法。
   

   

   〔式（１）中、Ｒ¹は炭素数２〜８のアルキレン基を示し、Ｒ²及びＲ³は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ²及びＲ³が一緒になって隣接する窒素原子及びＲ¹と共に複素環を形成していてもよい。但し、Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³の炭素数の合計は５以上である。〕
5. 前記モノマー組成物が、前記多官能モノマーを溶解する有機溶媒を１種以上含むものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
6. 前記有機溶媒の溶解パラメータが１７（ＭＰａ）^1/2以上である請求項５に記載の製造方法。
7. 前記多官能モノマーの溶解度パラメータと前記有機溶媒の溶解度パラメータとの差の絶対値が５．８（ＭＰａ）^1/2以下である請求項５又は６に記載の製造方法。
8. 前記有機溶媒が、溶解度パラメータが１９（ＭＰａ）^1/2以上である有機溶媒と溶解度パラメータが１９（ＭＰａ）^1/2未満である有機溶媒との混液である請求項５〜７のいずれか１項に記載の製造方法。
9. 前記モノマー組成物が、（メタ）アクリルアミド系モノマー、スチレン系モノマー、Ｎ−ビニルアミド系モノマー、ビニルケトン系モノマー、アクリロニトリル系モノマー及びエポキシ基含有不飽和モノマーから選ばれるモノマーを含有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法。
10. 前記（メタ）アクリルアミド系モノマーが、下記式（３）で表されるものである請求項９に記載の製造方法。
    

    

    〔式（３）中、Ｒ⁴は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ⁵及びＲ⁶はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。〕
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたポリマー粒子。
12. 請求項１１に記載のポリマー粒子を担体とするクロマトグラフィーカラム用充填剤。
13. 請求項１１に記載のポリマー粒子にリガンドを固定化したアフィニティクロマトグラフィー用充填剤。
14. 前記リガンドが、イムノグロブリン結合タンパク質である請求項１３に記載のアフィニティクロマトグラフィー用充填剤。
15. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の充填剤が充填されているクロマトグラフィーカラム。