JPH01104621A - ポリマーラテックス組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、疎水性物質とポリマーラテックス粒子の両者
を含み、写真、電子写真、臨床化学及び診断を含む多く
の産業上の応用を有する、新規な組成物の製造方法に関
する。

〔従来技術〕

疎水性化合物、特に非ポリマー化合物をポリマーラテッ
クス粒子中に分配するためのいくつかの技術が報告され
使用されている。例えば、固体疎水性物質、水混和性有
機溶剤及びポリマーラテックスを混合することが知られ
ている。このラテックスは特に大量の分散剤（界面活性
剤又は乳化剤としても知られている）を含有している。

米国特許筒４，１９９．３６３号には、化合物が水混和
性有機溶剤に溶解している疎水性物質をラテックス粒子
中に［積載（ｌｏａｄｉｎｇ）　Ｊ又は含有させる方法
が記載されている。この方法は、一般に、「積載性（ｌ
ｏａｄａｂｌｅ）　Ｊラテックス（即ち、疎水性物質を
受は入れるように設計されたもの）を疎水性物質の有機
溶剤溶液に、疎水性物質がラテックス粒子と共に優°勢
的に分配されるような方法で徐々に添加することからな
る。得られる積載されたラテックスは、種々の写真材料
で使用される。積載性ラテックスは、更にラテックス粒
子の凝集を最小にするために界面活性剤を含有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

米国特許第４，１９９．３６３号には、種々の写真材料
で使用する有用な材料が提供されているが、種々の生物
学的方法及び測定のために生物学的化合物を結合できる
ポリマーラテックス粒子中に疎水性物質を含有させる必
要がある。例えば、ある種のりガントの分析のための、
凝集測定のような種々の測定で使用する不溶性の染色さ
れた試薬を有することが有用である。これらの試薬は、
レセプターが結合した染色された粒子を含有するラテッ
クスを含み得る。レセプターは、対象のリガンドに特異
的に反応又は結合している生物学的又は化学的化合物で
ある。リガンド及びレセプターの例には、アビデイン及
びビオチン並びに対応する抗原に対する抗体が含まれる
。

このような生物学的試薬を製造する際に、米国特許第４
．１９９．３６３号に記載された方法は重大な欠点を有
することが見出された。即ち、積載性ラテックスを疎水
性物質溶液に徐々に添加する上記方法は、添加工程を注
意深く調節しないと凝固する傾向がある。しかしながら
、凝固の可能性はラテックス粒子を保護する界面活性剤
を使用することにより最小にできる。

しかしながら、疎水性物質及び粒子に結合した生物学的
化合物を含有する不溶性生物学的試薬、の製造に於て、
ラテックス中の界面活性剤の存在は、多くの生物学的化
合物の活性に悪い影舌を与える。

例えば、界面活性剤の存在は、しばしば、抗体とその対
応する抗原との反応を妨害する。このような妨害は、重
要な診断及び分析方法に於て種々のリガンドの正確で高
感度の検出を阻害する。しかも、米国特許第４，１９９
，３６３号に記載されたラテックス粒子に疎水性物質を
添加する方法の実施に於ては、界面活性剤の存在は必須
であると思われる。

界面活性剤を使用しないで、生物学的試薬の製造に使用
するためにラテックス粒子中に疎水性物質を含有できる
ことが望ましい。

〔課題を解決する手段〕

上記問題点は、 Ａ、連続水性相と、１種又はそれ以上のエチレン性不飽
和重合性モノマーから製造された積載性ポリマー粒子を
含む分散相を含んで成る積載性ラテックスを用意し、 ８．１種又はそれ以上の水混和性有機溶剤中に熔解した
疎水性物質の溶液を用意し、 Ｃ０該積載性ラテツクスを３０〜９５℃の温度に加熱し
、そして、 Ｄ、溶液中の疎水性物質及び分散したポリマー粒子を保
持しながら、疎水性物質溶液を加熱した積載性ラテック
スに徐々に添加して、ポリマー粒子と疎水性物質とを緊
密な会合（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態にし、そして
、水混和性溶剤を水で希釈して連続相に於ける疎水性物
質の溶解度を減少させ、それにより疎水性物質の平衡分
配を連続相から分散相のポリマー粒子の方に移動させる ことを含んで成るポリマーラテックス組成物の製造方法
により克服される。

〔実施態様〕

本発明の方法は、その中に導入された１種又はそれ以上
の疎水性化合物を含有するラテックスを製造する手段を
提供する。得られる「積載された」ラテックスは、写真
、電子写真、診断、治療及び臨床材料を含むが、これら
に限定されない種々の製品に於て有用である。好ましく
は、このラテックスは、診断又は他の生物学的及び医学
的用途を有する水不溶性試薬を製造するのに有用である
。

他の用途は当業者に明らかである。

本発明の実施により製造された積載されたボリマーラテ
ックス組成物は、連続水性相と、１種又はそれ以上のエ
チレン性不飽和重合性モノマーから製造された積載性ポ
リマー粒子（下記に定義する）の少なくとも一部に分配
させた１、［！又はそれ以上の疎水性物質（下記に定義
する）から成る分散相（又は不連続相）とを含むポリマ
ーラテックスである。

ラテックス中にポリマー粒子を積載する方法は、一般に
次の通りである。

積載性ラテックスは凝固を最小にするために適当に撹拌
して用意される。必須では無いが、所望ならば、使用す
る前に、残留する界面活性剤、開始剤、反応副生物（例
えば、開始剤断片）及び未反応モノマーを除くためにラ
テックスを精製することができる。好ましい態様に於て
、ラテックスは界面活性剤の不存在下に製造され、その
場合には、精製をしてもよく、またしなくてもよい。

１種又はそれ以上の水混和性有機溶剤中の１種又はそれ
以上の疎水性物質の溶液も用意される。

もし必要ならば、この溶液はその中の疎水性物質の溶解
度を維持するために連続的に撹拌される。

積載性ラテックスは、一般にラテックスポリマーのガラ
ス転移温度以上である適当な温度に加熱され、積載工程
の間にその中の疎水性物質の分子運動を増強させる。こ
の温度は疎水性物質の本来の親和力と同様にポリマーの
特性に依存する。−船釣に、この温度は３０〜９５℃の
範囲内である。

積載１（ラテックスを適当に加熱すると、疎水性物質溶
液を、溶液中の疎水性物質を連続相に保持しながら徐々
に添加し、粒子と疎水性物質とを緊密な会合状態にする
。次いで、疎水性物質がその相対溶解度をベースにして
連続相と分散相との間にそれ自身分配することを自由に
する。疎水性物質溶液を徐々に添加することが必要であ
り、それにより溶剤は徐々に水によって希釈されて連続
相に於ける疎水性物質の溶解度を減少し、疎水性物質の
平衡分配を連続相から分散相のポリマー粒子の方にシフ
トさせる。この方法に於いて、疎水性物質の適当な部分
がポリマー粒子中に分散されるか溶解され、該粒子は疎
水性物質で積載される。

疎水性物質の沈澱又はポリマー粒子の凝固は、最小にな
るか完全に避けられる。

更に特に、疎水性物質溶液を添加する前に、積載性ラテ
ックスを３０〜９５℃の温度、好ましくは４０〜９０℃
の温度に加熱する。こ・の加熱は、所望により減圧が使
用できるけれども、普通大気圧下に行われる。温度がポ
リマー粒子のガラス転移温度（Ｔｇ）又はそれ以上であ
ることが重要である。下記に詳細に記載するコア／シェ
ル粒子の場合に、コアへの疎水性物質の積載を容易にす
るために、温度はコアポリマーのＴｇ又はそれ以上にす
べきである。積載性ラテックスは、凝固を最小にするた
めに、加熱及び積載の間普通連続的に撹拌する。

しかしながら、激しい撹拌は必要ではない。加熱は、ラ
テックスの外部に高温バス又はジャケラＩ・を、又はラ
テックス内に加熱棒又はコイルを使用することを含むあ
らゆる適当な方法により達成できる。

疎水性物質溶液は、本発明の実施に於て加熱する必要は
ない。常温でそれを使用することが好ましい。しかしな
がら、所望により、適度の加熱（即ち、有機溶剤の沸点
より低い温度まで）を行うことができる。

積載性ラテ・）クスを加熱した後、疎水性物質溶液（加
熱されるか又は加熱されない）を、上記のようにしてラ
テックスに徐々に添加する。その速度は、凝固を最小に
するが、粒子内の疎水性物質分散を容易にするために粒
子のポリマーのＴｇを下げるために充分な有機溶剤を利
用できる。ようなものである。かくして、添加速度は、
使用されるポリマー、溶剤及び疎水性物質に幾らか依存
している。当業者は、日常の実験で適当な速度を容易に
決定できる。一般に、添加速度は、１〜５０−７分の範
囲内であり、２〜３０−７分の速度が好ましい。

積載性ラテックスの疎水性物質溶液に対する比率は、一
般に、３０：１〜１：１、好ましくは１５：１〜１．５
：１の容積比内に維持される。疎水性物質溶液内の疎水
性物質の、ラテックス内のポリマー粒子に対する重量比
は、一般に■：３０〜１：ｌ、好ましくは、１：１５〜
１：４である。

任意に、追加の水を、疎水性物質溶液の添加と同時にか
又はその後で積載性ラテックスに添加できる。この水は
、積載性ラテックスと同じか又は異なる温度であってよ
い。水による連続相のこの追加の希釈は、凝固の可能性
を更に減少するために有用である。

所望により、使用する前に積載性ラテックスから望まし
くない物質（例えば、界面活性剤及び残留モノマー）を
除くか、又は積載工程の後で残留する溶剤、界面活性剤
及び疎水性物質を除くための精製工程のような、他の任
意の工程を続けることができる。このような工程のため
に必要な装置及び方法は、当業者によく知られている。

もし積載されたラテックスが（本明細書に記載したよう
な）生物学的試薬を製造するために使用されるならば、
ラテックス粒子に生物学的化合物を結合させる前に、残
留する界面活性剤を除去しなければならない。

本発明の実施に於て出発物質として有用な水性積載性ラ
テックスは、水性連続相と分散相としての積載性ポリマ
ー粒子からなる。該ラテックスは、好ましくは本質的に
、ラテックスを凝固から保護するために一般に使用され
る界面活性剤又は他のコロイド又はポリマー分散剤を含
有しない。

本発明で有用な積載性ポリマー粒子は、下記の試験に合
格するものの中から選択できる。

２５℃で、試験される積載性ポリマー粒子は、（ａ）全
ラテックス重量基準で、０．２〜２０％の粒子濃度で水
と共にラテックスを形成できねばならず、（ｂ）次いで
ラテックスの試料１００　ｍｌを、所望の積載ポリマー
ラテックスを形成する際使用される水混和性有機溶剤の
等容積と混合し、撹拌し、そして１０分間放置したとき
、それがポリマー粒子の観察できる凝固を示さない。

該積載性粒子は種々の異なった積載性ポリマーからなり
得ることが理解されるであろう。該粒子は均一である、
即ち、全体が同じポリマーから成るか、又は、コア／シ
ェルポリマー粒子、グラフトコポリマー、及び当業者に
容易に明らかな他の態様のような、ＩＮ又はそれ以上の
ポリマーから成る。好ましくは粒子は下記に詳細に記載
するコア／シェルポリマーである。

粒子は、１種又はそれ以上のエチレン性不飽和重合性モ
ノマーから製造されるポリマーから成り、その多数のも
のは公知であり、他のものは当業者により容易に製造さ
れる。一般に、このモノマーには下記のグループのモノ
マーが含まれるが、それらに限定されない。

（ｉ）式： ％式％ （式中、Ｒは水素、ハロゲン、又はビニルであり、Ｒ１
は水素、ハロゲン置換若しくは非置換の低級アルキル（
例えば、メチル又はエチル）又はＲが水素であればシア
ノである） のエテン系モノマー。このようなモノマーの例には、イ
ソプレン、クロロプレン、１，３−ブタジェン、プロペ
ンニトリル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、弗化ビニル
、エチレン、プロピレン及びアクリロニトリルが含まれ
る。

（ｉｉ　）式： ％式％ ［式中、Ｒ″及びＲ４は、独立に、水素又は置換若しく
は非置換の低級アルキル（例えば、メチル、クロロメチ
ル又はエチル）であり、Ｒ５は置換若しくは非置換のア
リール基（−殻に、芳香族環に６〜１４個の炭素原子、
例えばフェニル、トリール、キシリル又はナフチル）、
置換若しくは非置換のシクロアルキル（一般に５〜８個
の炭素原子、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、
４−メチルシクロヘキシル又はシクロオクチル）又は置
換若しくは非置換の複素環式基（一般に、環中に５〜７
個の炭素原子とへテロ原子、例えばイミダゾリル、ピロ
リドニル、又はピリジル）である］のビニルモノマー。

この式の代表的モノマーには、スチレン、０−ビニルト
ルエン、ｐ−ビニルトルエン、ｐ−クロロスチレン、ｐ
−クロロメチルスチレン、ｍ−クロロメチルスチレン、
α−メチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２−
エチルスチレン、２−ビニルメシチレン、１−ビニルナ
フタレン、１−ビニルイミダゾール、４−ビニルピリジ
ン及びｔ−ブチルスチレンが含まれる。

（ｉｉｉ　）一般に、式： ％式％ １式中、Ｒ６は、水素、−ＣＯＯＲ”又は置換若しくは
非置換の低級アルキル（例えば、メチル、カルボキシメ
チル、クロロメチル、エチル、プロピル又はｔ−ブチル
）であり、Ｒ７は、水素、ハロゲン又は上記のような置
換若しくは非置換の低級アルキルであり、Ｒａは、水素
、置換若しくは非置換のアルキル又は１〜２０個の炭素
原子のハロアルキルである］ の、２−アルケノン酸又はそのエステル若しくは無水物
であるモノマー。この式の代表的モノマーには、アクリ
ル酸、メタクリル酸、ブチルアクリレート、メチルメタ
クリレート、エチルメタクリレート、２−エチルへキシ
ルメタクリレート及び２−アセトアセトキシエチルメタ
クリレートが含まれる。

（ｉｖ　）架橋性モノマー、例えば１個又はそれ以上の
エチレン性不飽和重合性基を有するもの、又は硬化性の
もの。代表的モノマーは、Ｒｅ５ｅａｒｃｈＤｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅ、　ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　１９５５１＋
　Ｊｕｌｙ、　１９ａｏ。

３０４頁に記載されており、ジビニルベンゼン、エチレ
ンジメタクリレート、Ｎ、Ｎ’−メチレンビスアクリル
アミド、２，２−ジメチル−１，３−プロピレンジアク
リレート、アリルアクリレート、エチリジントリメタク
リレート及びエチレンジアクリレートを含む。

（ｖ）サルフェート、スルホネート、ホスホネート、カ
ルボキシル、第四級アンモニウム基及び当該技術で公知
の他のもののような、１個又はそれ以上のアニオン性又
はカチオン性成分を有するイオン性モノマー。代表的モ
ノマーには、ナトリウム２−アクリルアミド−２−メチ
ルプロパンスルホネート、２−カルボキシエチルアクリ
レート、スチレンスルホン酸、カリウム塩及び当業者に
公知の他のものが含まれる。

（ｖｉ　）免疫学的化合物、蛋白質、酵素又は対象とす
る他の化合物のような、生物学的化合物の遊離のアミン
又はスルフヒドリル基と直接的又は間接的に反応する必
要な反応性基を有するモノマー。

このようなモノマーの代表には、活性ハロゲン原子（例
えば、クロロ酢酸ビニル、クロロメチルスチレンのよう
なりロロアルキル化ビニル芳香族化合物又はクロロエチ
ルメタクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート及び３−クロロプロピルアクリレート
のようなりロロアルキルアクリル酸若しくはメタクリル
酸エステル）、１個又は２個以上の側鎖カルボキシル基
又はその官能性均等物を有するモノマー（例えばアクリ
ル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸又はそれ
らの無水物）、エポキシ基を含有するモノマー（例えば
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、
ビニルグリシジルエーテル又はメタリルグリシジルエー
テル）、イソシアネート基を含有するモノマー（例えば
、イソシアナートエチルアクリレート、イソシアナート
エチルメタクリレート又はα、α−ジメチルメタイソプ
ロペニルベンジルイソシアナ−１−）、アミン含有モノ
マー［例えば、２−アミノエチルメタクリレート、及び
Ｎ−（３−アミノプロピル）メタクリルアミド］、アジ
リジン基を含有するモノマー［例えばビニルカルバモイ
ルアジリジン、アクリロイルアジリジン、メタクリロイ
ルアジリジン、Ｎ−アクリロイルアジリジン及び２−（
１−アジリジニル）エチルアクリレート］、アルデヒド
基を含有するモノマー（例えばビニルベンズアルデヒド
又はアクロレイン）、２−置換エチルカルボニル含有モ
ノマー（例えば２−クロロエチルアクリレート、２−ク
ロロエチルメタクリレート、２−メチルスルホニルオキ
シエチルメタクリレート及び２−ｐ−）リルスルホニル
オキシエチルアクリレート）又は側鎖活性化２−置換エ
チルスルホニル若しくはビニルスルホニル基を有するモ
ノマー［例えば、米国特許第４，１６１．４０７号及び
同第４．５４８，８７０号に記載されたもの及び当業者
に公知の他のもの］が含まれるが、それらに限定されな
い。

本発明の実施で有用なポリマーを製造するために使用で
きる好ましいモノマーには、１〜３個の炭素原子の活性
ハロメチル基を有するもの並びに活ｆ’ｌ化２−１１Ｚ
ｔＡエチルスルホニル及びビニルスルホニルモノマーが
含まれる。

１〜３個の炭素原子の活性ハロメチル基を有する好まし
いモノマーには、クロロメチルスチレン及びブロモメチ
ルスチレンが含まれる。

好ましい活性化２−置換エチルスルホニル及びビニルス
ルホニルモノマーは、式： ％式％ 式中、Ｒ′は水素又は置換若しくは非置換アルキル（一
般に１〜６個の炭素原子であり、例えばメチル、エチル
、イソプロピル若しくはヘキシル）である、好ましくは
、Ｒ′は水素又はメチルである。

Ｒｒｒは−ＣＨ＝　ＣＨＲ”’又は−ＣＩＩｔＣｌｈＸ
　　［式中、Ｘは求核試薬によって置換されるか又は塩
基（例えばハロゲン、アセトキシ、メチルスルボニルオ
キシのようなアルキルスルホニルオキシ、ｐ−トリルス
ルホニルオキシのような了り−ルスルホニルオキシ、ト
リアルキルアンモニオ、例えばトリメチルアンモニオ塩
又はピリジニオ塩）での処理によりＨＸを形成して除か
れるリービング（ｌｅａｖｉｎｇ）基であるコである。

Ｒ″′は、水素、置換又は非置換アルキル（一般にＲ′
について定義したような１〜６個の炭素原子のもの）又
は置換若しくは非置換のアリール（一般に６〜１２個の
核炭素原子のもの、例えばフェニル、ナフチル、キシリ
ル、又はトリル）である。好ましくは、Ｒ１１は−ＣＩ
ｌ□ＣＩｌ□×である。活性化２−置換エチル基である
この基は、リービング基Ｘの置換を損なわないあらゆる
基で置換し得る。

Ｌは、主鎖中に一般に１〜２０個の炭素原子及びヘテロ
原子を有する置換又は非置換アルキレンである結合基で
ある。アルキレンについてのこの定義は、オキシ、チオ
、−ＮＲ’　−［式中、Ｒ９は水素、１〜６個の炭素原
子の置換若しくは非置換アルキル（例えば、メチル、ク
ロロメチル又は２−ヒドロキシエチル）又は６〜ｌＯ個
の炭素原子の置換若しくは非置換のアリール（例えば、
フェニル、ナフチル又はキシリル）である１、エステル
（−ＣＯＯ−）　　、アミド（−ＣＯＮＨ−）　、ウリ
シン（−ＮＩＩＣＮＯ−）　、スルホニル（−５Ｏ□−
）カーボネート、スルホンアミド、アゾ、ホスホノ又は
他の同様な基が、中間に入るか又は末端に付いたアルキ
レン基を含むことを意味する。代表的なアルキレン基に
は、メチレン、エチレン、イソブチレン、ヘキサメチレ
ン、カルボニルオキシエトキシカルボニル、メチレンビ
ス（イミノカルボニル）、カルポニルオキシドデシレン
カルボニルオキシェチレン、カルボニルイミノメチレン
イミノカルボニルイミノエチレン、カルボニルイミノメ
チレンイミノカルボニルエチレン並びに米国特許節４．
１６１，４０７号及び同第４．５４８．８７０号に記載
又は示唆された他の基が含まれる。

また、Ｌは一般に６〜１２個の核炭素原子を有する置換
又は非置換アリーレンであってもよい。

代表的なアリーレン基には、フェニレン、トリレン、ナ
フチレン及び上記特許に記載された他のものが含まれる
。また、Ｌのこの定義には、上記定義されたアルキレン
又はアリーレン基のそれぞれの１個又は２個以上の組み
合わせである二価の基（例えば、アリーレンアルキレン
、アルキレンアリーレンアルキレン及び当業者によって
容易に決定できる他のもの）が含まれる。好ましくは、
Ｌは置換若しくは非置換フェニレンアルキレン、１個又
はそれ以上のアルキル基（Ｒ’について定義したもの）
、アルコキシ基（一般に１〜６個の炭素原子で、例えば
メトキシ、プロポキシ又はブトキシ）若しくはハロ基で
置換されたフェニレンアルキレン又はカルボニルイミノ
メチレンイミノカルボニルエチレンである。

代表的有用なモノマーには、ｍ＆ｐ−（２−クロロエチ
ルスルホニルメチル）スチレン、ｍ＆ｐ−［２−（ｐ−
トリルスルホニルオキシ）エチルスルホニルメチル］ス
チレン、ｍ＆ｐ−ビニルスルホニルメチルスチレン、Ｎ
　−［ｍ＆ｐ　−（２−クロロエチルスルホニルメチル
）フェニルコアクリルアミド及びＮ−［２−（２−クロ
ロエチルスルホニル）エチルホルムアミドメチルコアク
リルアミドが含まれる。最初のモノマーが好ましい。

本発明に実施に使用されるポリマー粒子は、０、ＯＩＩ
！ｍ以上、好ましくは０．０１〜５殉、更に好ましくは
０．１〜３　ｕｎの粒子サイズを有する水不溶性ラテッ
クス粒子である。該粒子は、全ラテックス重ＩＭＩで０
．２〜３０％の量で積載性ラテックス中に存在する。好
ましくは、この量は０．５〜１５重量％である。

好ましい粒子は、例えばコア／シェルポリマー又はグラ
フトコポリマーのような、少なくとも二つの分離された
ポリマーから成る。コア／シェルポリマーは、コアポリ
マーがシェルポリマーに比較して、積載された疎水性物
質に対してより高い親和性を有する場合特に有用である
。更に、シェルポリマーは、上記反応性基を有するモノ
マーから製造されるとき特に有用である。

一般に、有用なコアポリマーは、コアポリマー中の疎水
性物、質の可溶化と固定化を容易にするため比、１００
℃未満、好ましくは一２５℃〜９５℃のガラス転移温度
（Ｔ　ｇ　＋で示す）を有する。このＴ　ｇ　＋は、下
記式［ガラス転移温度値を、容易に℃に転換できる’Ｋ
（ケルビン）で示す］を使用して決定される計算値であ
る。

上記式に於て、ｍｌ、ｍ２・・・ｍｎは、第一のポリマ
ーが誘導される個々のモノマーを表し且つ各個々のモノ
マーから製造されたホモポリマーのＴｇ（χ）を特定し
、Ｘｌ＋Ｘ２・・・Ｘ、は、第一のポリマーを製造する
ために使用されたモノマーの重量分率を表し、ｎは、第
一のポリマーを製造するために使用されたモノマーの数
を表す。

粒子のコアを形成する代表的ポリマーには、下記の物ｆ
ｊ　（Ｔｇ値は、いくつかのポリマーについて算出した
）が含まれる。

ポリ　（スチレン−共−２−アセトアセトキシエチルメ
タクリレート）（５０：’５０．７０　：　３０．８５
　：　１５及び９５：５（モル比）で、それぞれ、２７
℃、４７℃、６９℃及び９１℃のＴ　ｇ　＋を有する）
、ポリ　（スチレン−共−ｍ　＆　ｐ−クロロメチルス
チレン−共−２−ヒドロキシエチルアクリレート）（６
’７：３０：３モル比）、ポリ　（スチレン−共−ｎ−
ブチルアクリレ−１−）　Ｃ１８，１−７２１，３モル
比、Ｔ　ｇ　１４７℃）、及びポリ　（スチレン−共−
ベンジルアクリレ・−ト）（９０：１０モル比）。

粒子のシェルは、生物学的化合物の共有結合のための反
応性サイトと、シェル内での疎水性物質の滞留を助長す
ることなしに粒子のコア内へ疎水性物質を積載するため
に使用されろ水混和性有機溶剤に於ける充分な膨潤性を
与える第二のポリマーから成る。

一般に、第二のポリマーは、値［Ｔｇ、　１ｅｓｓ１０
℃］と等しいか、又はより大きいＴ　ｇ　ｚを有する。

Ｔ　ｇ　ｔは、一般にＴ　ｇ　ｔより大きいが、Ｔ　ｇ
　＋と等しいか、又はＴ　ｇ　＋より１０℃低くてもよ
い。

粒子のシェルを形成する代表的ポリマーには、下記の物
質（Ｔｇｚ値は、いくつかのポリマーについて算出した
）が含まれる。ポリ　（ｍ＆ｐ−クロロメチルスチレン
）（Ｔｇ；８２℃）、ポリ　（スチレン−共−ｍ＆ｐ−
クロロメチルスチレン−共−２−ヒドロキシエチルアク
リレート）（６７：　３０　：　３モル比）、ポリ　（
スチレン−共−ｍ　＆　ｐ−クロロエチルスルホニルメ
チルスチレン）（９５，５：　４．５モル比、Ｔｇｚ１
０５℃）、ポリ　（スチレン−共−Ｎ−［ｍ＆ｐ−（２
−クロロエチルスルホニルメチル）フェニルコアクリル
アミド）　　（９９，３：　０．７モル比）、ポリ　（
ｍ＆ｐ−クロロメチルスチレン−共−メタクリル酸）（
９５：　５．９８：２及び９９．８　：　０．２モル比
、Ｔ　ｇ　ｚ、それぞれ、８５℃、８３℃及び８２℃）
、ポリ　（スチレン−共−ｍ　＆　ｐ−クロロエチルス
ルホニルメチルスチレン−共−メタクリル酸）（９３，
５：　４．５　：　２モル比）、ポリ　（スチレン−共
−ｐＪ　−［ｍ＆ｐ　−（２−クロロエチルスルホニル
メチル）フェニルコアクリルアミド−共−メタクリル酸
）　　（９７，３：　０．７　：　２モル比）、ポリ　
（スチレンー共−ｍ＆り一ビニルペンズアルデヒド）（
９５：５モル比）、ポリ　（スチレン−共−ｍ＆ｐ−ビ
ニルベンズアルデヒド−共−メタクリル酸）（９３７５
７２モル比）、ポリ　（スチレン−共−ｍ＆ｐ−クロロ
メチルスチレン］　　（ＴＯ：３０モル比、Ｔｇｔ９６
℃）及びポリ　（スチレン−共−メタクリル酸）（９０
：　１０モル比、Ｔｇｚｌ１３℃）。

ポリマー粒子は、エマルジョン（回分、半連続及び連続
を含む）並びに懸濁重合技術、グラフト共重合並びにポ
リマー化学技術の当業者に公知の他の技術を含む適当な
重合技術を使用して製造できる。例えば、米国特許第４
，４１５．７００号及びＲｅ５ｅａｒｃｈ　Ｄｉｓｃｌ
ｏｓｕｒｅ、　ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　１５９６３＋
（１９７７年７月）に記載されたような界面活性剤又は
乳化剤を使用しないで粒子を生成するために使用できる
のでエマルジョン重合が好ましい。上記Ｒｅ５ｅａｒｃ
ｈＤｉｓｃｌｏｓｕｒｅ刊行物に記載されたような、連
続エマルジョン重合が最も好ましい技術である。他の製
造方法の詳細は、米国特許第４，１６１．４０７号及び
同第４，５４８，８７０号に開示されている。

特に、段階エマルジョン重合が、二つの異なったポリマ
ーから成るコア／シェルポリマーを作るために使用でき
る。コアのエマルジョン重合は、標準状態下に反応容器
に反応剤を連続的に添加することによって実質的に完結
するまで行う。次いで、シェルポリマーを作るために必
要なモノマー及び開始剤を、コアポリマーのラテ・ノク
スを含有する容器に連続的に添加する。この方法に於て
、シェルはコア及びシェルモノマーの混合物であるより
も明確に既知の組成を有する。本発明で有用なコアーシ
ェルポリマー粒子を製造するための代表的な詳細につい
ては、下記実施例１に示す。

粒子のコアポリマーは、一般に、該粒子の３０〜８０重
量％、好ましくは４０〜７０重量％から成る。

本明細書で使用される用語の疎水性物質を考慮して、こ
の化合物は２５℃で蒸留水中に本質的に不溶性でなくて
はならない。好ましくは、この条件下での水中の疎水性
物質の溶解濃度は、水の重量基準で、２５℃で０．５重
量％未満でなくてはならない。１種又はそれ以上の水混
和性有機溶剤からなる液体中に溶解するか、又は溶解し
得るような疎水性物質の何れも、本発明の実施で使用で
きる。好ましくは、該疎水性物質は、液体中に得られる
溶液の全１ｉ量基準で少なくとも０．２％の濃度で溶解
しなくてはならない。

本発明の実施は特定の疎水性物質に限定されないが、種
々の種類の化合物が特に有用である。これらの種類には
、種々の疎水性写真添加物、殺虫剤、除草剤、ダニ駆除
剤、殺鼠剤、ビタミン、酵素、ホルモン及び例えば、米
国特許第４．１９９，３６３号に記載されたもののよう
な当該技術で公知の他のものが含まれる。

特に有用な疎水性物質は、生物学的診断及び分析方法で
トレーサー物質と一般に考えられるもの、例えばガンマ
−線を放出するラジオアイソトープ、生物発光化合物、
化学発光化合物、染料及び染料形成体のような色原体、
蛍光化合物又は希土類キレートのような染料である。

本発明の好ましい態様に於て、トレーサー物質は、コア
／シェル粒子のコアポリマーに可溶化される芳香族染料
である。このような染料は、分析で容易に観察される全
ての適当な染料である。−般に、これらの染料は、水混
和性である有機溶剤にそれらを溶解させる１個又はそれ
以上の芳香族成分を含有する。このような染料は水溶性
とは考えられない。好ましい芳香族染料には、Ｏｉｌ　
ＲｅｄＥＧＮ　（Ａｌｄｒｉｃｈ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　
Ｃｏ、から人手できる）及びＫｏｄａｋ　Ｏｉｌ　Ｒｅ
ｄ　Ｏ（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｋｏｄａｋ　Ｃｏ、から入手
できる）のようなアブ染料が含まれる。他の有用な染料
は、日常の実験で、望ましい有機溶剤溶解度及び特別の
コアポリマーへの選択的溶解度を有する染料を見ること
によって、熟線化学者により容易に決定されるであろう
。

粒子中の疎水性物質の量は、疎水性物質、ポリマー及び
得られる積載性ラテックスの目的とする用途に依存する
。一般に、コア／シェル粒子のために、その量は、一般
に粒子重量基準で０．１〜１５％の範囲内である。

本発明の実施で有用な水混和性有機溶剤は、−般に下記
の条件を満足するものである。

（ａ）蒸留水中に２０℃でｇｏ容積部の水中に少なくと
も２０容積部の溶剤の範囲で溶解できる（即ち、それら
が混和性である）、 （ｂ）−１０℃より高い（大気圧下の）沸点を有する、 （ｃ）本発明の実施で有用である積載性ポリマー粒子を
含有する水性ラテックスと化学的に有害な反応をしない
、そして、 （ｄ）２０℃でこのような積載性ポリマー粒子を５重量
％より多く溶解しない。

代表的有用な溶剤には、アルコール（例えばメタノール
、エタノール、イソプロパツール）、ケトン（例えばア
セトン、メチルエチルケトン）、アミド（例えばジメチ
ルホルムアミド）、ニトリル（例えばアセトニトリル）
、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、
ジメチルスルホキシド及びそれらの混合物が含まれるが
、それに限定されない。これらのうち、疎水性物質がそ
れに溶解するとき、アセトン、メタノール及びアセトニ
トリルが好ましい。

疎水性物質溶液中に存在する疎水性物質の量は、その方
法に使用される疎水性物質、溶剤及び積載性ラテックス
に依存して変えられる。一般に、疎水性物質は、全溶液
重量基準で０．０５〜５％の量で存在する。

積載されたラテックスの製造は、上記−船釣項に記載さ
れており、好ましい方法の例を下記実施例１に示す。

積載されたラテックスを製造すると、対象とする生物学
的化合物を粒子に結合できる。勿論、該粒子は該化合物
の遊離のアミン又はスルフヒドリル基と反応し得る反応
性基を表面に有することを前提とする。

生物学的試薬を製造する一般的方法には、一般的に公知
の反応を使用して対象の生物学的化合物を粒子に共有結
合で結合することが含まれる。多くの側鎖基、例えばハ
ロアルキル、２−置換活性化エチルスルホニル及びビニ
ルスルホニルによって、該化合物は粒子に直接結合し得
る。一般に、ポリマー粒子は、水性緩衝溶液（一般的に
ｐＨ６〜１０）中で、０．０１〜４０重量％（好ましく
は０．０１〜１０重量％）のポリマー粒子濃度で、化合
物と混合する。化合物の量は、化合物のポリマーに対す
る比がｏ、　ｉ　：　ｔｏｏｏ〜１：１０．好ましくは
１：１００〜１：ｌＯである。混合は、５〜５０℃、゛
好ましくは５〜４０℃の範囲の温度で、０．５〜４８時
間行う。

適当な緩衝剤の何れも使用できる。代表的製造方法の詳
細は、下記実施例２に示す。

ある例では、外側表面上の側鎖反応性基を、生物学的化
合物の共有結合を起こさせるために変性又は活性化しな
くてはならない。例えばカルボキシル基は、公知のカル
ボジイミド化学を使用するか、又はカルバモイロニウム
化学を使用して活性化しなくてはならない。

他の例では、外側表面上のエポキシ基は、加水分解して
、生物学的化合物中のアミン基のためのカップリング剤
として作用する臭化シアンと反応し得るジオール化合物
を形成させることができる。

アルデヒドは、直接アミンと反応してシッフ塩基を形成
し、これは続いて還元して共有結合を形成させる。また
、アルデヒドは酸化して酸にし、カルボキシル基につい
て上記に示した化学を使用してアミド結合を形成できる
。

上記反応方法の条件は当該技術でよく知られており、実
施のために単に日常の実験操作を必要とするだけである
。

下記の実施例は本発明の実施を示すものであり、本発明
を限定するように解釈すべきではない。

実施例１：　　されたラテックスの一１＋″本実施例は
、コア／シェルポリマー粒子の積載性ラテックスの製造
と、それへの疎水性物質の積載を示す。

°−−・クスの一１゛１ 下記に概要を示す三つの溶液を、脱酸素水の入った１３
００ｍ！容器に、８０℃で表示の速度で連続的に添加し
た。

溶液ｌ：スチレン（１０３ｇ）　、２−アセトアセトキ
シエチルメタクリレート　（９１ｇ）及び１−ドデカン
チオール（１，９ｇ）　、１．０８ｇ／分、１８０分間
。

溶液２：過硫酸アンモニウム（６，５ｇ）及び脱酸素蒸
留水（６５１ｇ）　、２．１３ｇ／分、３００分間。

溶液３：ピロ亜硫酸ナトリウム（３，２４ｇ　）及び蒸
留水（６５１ｇ）　、２．１７ｇ／分、３００分間。

１８０分後、溶液１を全部使用し、これをｍ　＆　ｐ−
クロロメチルスチレン（１３０ｇ　）と１−ドデカンチ
オール（１，３ｇ）の溶液で置き換え、それを１．０８
ｇ／分の速度で１２０分間添加した。最終反応器内容物
は、１１．４５％固体であった。５日間透析した後、ラ
テックスは８．７％固体であり、得られたコア／シェル
粒子の平均サイズは、透過電子顕微鏡で測定して約０．
３４−であった。

亡　への　　　　　の Ｋｏｄａｋ　Ｏｉｌ　Ｒｅｄ　ＯＤｙｅ　　（２，５ｇ
）をアセトニトリル（１５０ｇ　）に溶解した。上記透
析した積載性ラテックスの試料６０ｇに、蒸留水（２９
０ｇ　）を添加し、得られた混合物を撹拌下に７０℃に
加熱した。

この熱ラテックス溶液に、染料溶液の３０ｇ部分を添加
し、全部を添加するまで、３０分毎に１部分を添加した
。得られた分散液を濾過し、減圧下で残留するアセトニ
トリルを除去し、再び濾過して、染料をコアにのみ有す
る凝集していないコア／シェル粒子の４．８２％混合物
７０ｇを得た。染料含量を分光光度計で測定したところ
、８．９％（ポリマー重量基準）であった。

実施例’２：１″′がｉ２≦の’ｂ告 この実施例は、ストレプトコッカスＡ （Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ　Ａ）抗原の分析のため
に有用な生物学的試薬を製造するための本発明の実施を
示す。

ストレプトコッカスＡ抗原に対するモノクローナル抗体
とカゼインとを、実施例１に記載した積載されたラテッ
クスの粒子上に次のようにして共有結合で固定した。５
０ミリモル濃度の硼酸塩緩衝液（ｐＨ８，５）　０．６
　ｍｌに、抗−ストレプＡ抗体（ＰＢＳとして知られて
いる燐酸塩緩衝食塩溶液中２．９ｍｇ／−溶液）とカゼ
イン（１０＋ｙｇ　／　ｍｌ水）との１０：ｌ混合物か
らなる全蛋白質Ｏ０１■を添加した。混合した後、ポリ
マーラテックス粒子の５％懸濁液４１．５ＩＪ１を添加
しく０．３％固体にする）、得られた溶液を３７℃で２
４時間回転（端一端縁回転）　（ｅｎｄ−ｏｖｅｒ−ｅ
ｈｄ）　Ｌ／て、抗体とカゼインを粒子に共有結合させ
て生物学的試薬を形成させた。

実施例３　：　ｈＣＧ　　　　ご−の１゛この実施例は
、ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン（ｈＣＧ）の分析のため
に有用な生物学的試薬の製造を示す。

Ｍｉ載外性ラテックスコア／シェルポリマー粒子に、上
記実施例１に示した方法によってＯｉｌ　ＲｅｄＥＧＮ
染料を吸収させた。粒子コアは、ポリ　（゛スチレンー
共−２−アセトアセトキシエチルメタクリレ−））（８
５：１５モル比）から成り、粒子シェルはミボリ　（ｍ
　＆　ｐ−クロロメチルスチレン−共−メタクリルｒＩ
Ｉ）　（９９，８：　０．２モル比）から成っていた。

粒子は約０．３２４の平均径を有していた。

ｈＣＧの二つの異なるエビトビツクサイト（ｅｐｉｔｏ
ｐｉｃ　５ｉｔｅｓ）へのモノクローナル抗体を、次の
ようにしてこれらの粒子上に共有結合で固定化した。５
０ミリモル濃度の硼酸塩緩衝液（ｐｌｌＢ、５）０．６
艷に、ｈＣＧ抗体（燐酸塩緩衝食塩溶液中２．９■／−
）とカゼイン（１０■／ｄ水）との１０：ｌ混合物０．
１■を添加した。混合した後、上記ラテックス粒子の５
％懸濁液４１．５μｌを添加し、得られた懸濁液を３７
℃で２４時間回転（端一端縁回転）して、抗体とカゼイ
ンを粒子に共有結合させて生物学的試薬を形成させた。

ス この実施例は、商業的に入手できる疎水性物質、ＫＯＤ
ＡＫ　Ｏｉｌ　Ｒｅｄ　Ｏ染料を、ポリ　（スチレン−
共−ｍ＆ｐ−クロロメチルスチレン）（７７，３；　２
２．７モル比）のラテックス粒子（平均サイズ０．４２
ａｎ）から成る積載性ラテックスに積載させることによ
る本発明の実施を示す。

この方法は、水（２６ｇ）を上記ラテックスの試料（５
４ｇ、１．８７％固体）に添加することによって行った
。次いでラテックスを７０℃に加熱し、次いでアセトニ
トリル中の染料（０，１ｇ）から成る疎水性物質溶液（
２０ｇ）を５ｇ／分の速度で添加した。得られた分散液
を約１時間混合した後、粗いフィルターを通して濾過し
、アセトニトリルを減圧下に除去した。次いで、積載さ
れたラテックスをＲｅｅｖｅｓ　Ａｎｇｅｌ　２３０濾
祇を通して濾過し、染色された粒子の積載されたラテッ
クス（１％固体）５４ｇを得た。

ス この実施例は、積載性ラテックスがポリ　（スチレン−
共−ｍ　＆　ｐ−クロロメチルスチレン−共−２−ヒド
ロキシエチルアクリレート）（６７：　３０　：　３モ
ル比）の粒子（平均サイズ０．７７ｍ）から成る他は、
実施例４と同様である。

ラテックスの試料（２２ｇ、２．２％固体）に、水６８
−を添加した。次いでラテ・７クスを８０℃に加熱し、
アセトニトリル中のＫＯＤＡにＯｉｌ　Ｒｅｄ　Ｏ染料
（０，２５ｇ　）から成る疎水性物質溶液（３０ｇ）を
混合しながら徐々に（６ｇ／分）添加した。得られた分
散液を実施例４に記載したようにして精製し、染色され
た粒子の積載されたラテックス（０，６４％固体、粒子
の９．２％染料）２４ｇを得た。

〔発明の効果〕

本発明は、積載されたラテックスを製造する確実な方法
を提供する。「積載されたＪは、疎水性物質（即ち、疎
水性化合物）が前形成されたラテックス粒子内に含有さ
れることを意味する。この方法は粒子の凝固の可能性を
避け、所望により粒子内に比較的多量の疎水性物質を早
く効果的に含有させる。

好ましい態様に於°ζ、本発明の方法は本質的に界面活
性剤を含まない積載性ラテックスを使用する。界面活性
剤又は他の安定化物質が無いと欠点があるかも知れない
と予想されるが、本発明で使用されるラテックスは安定
であり、疎水性物質を含有する不溶性の生物学的試薬を
製造する際有利に使用できることが見出された。

これらの利点は、積載性ラテックスを３０〜９５℃の温
度に加熱し、次いで、水混和性有機溶剤中に溶解した疎
水性物質を徐々に添加することによって達成される。こ
の方法は、米国特許第４，１９９，３６３号に記載され
た疎水性物質溶液を界面活性生剤含有積載性ラテックス
に徐々に添加する方法に対向している。本発明の新規な
方法は、積載性ラテ・ノクスが疎水性物質溶液を添加す
る前に３０〜９５℃に加熱されているために有利に使用
できる。それによって凝固が避けられ、界面活性剤の使
用を所望通り避けることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ａ、連続水性相と、１種又はそれ以上のエチレン性
   不飽和重合性モノマーから製造された積載性ポリマー粒
   子を含む分散相とを含んで成る積載性ラテックスを用意
   し、 Ｂ、１種又はそれ以上の水混和性有機溶剤中に溶解した
   疎水性物質の溶液を用意し、 Ｃ、該積載性ラテックスを３０〜９５℃の温度に加熱し
   、そして、 Ｄ、溶液中の疎水性物質及び分散したポリマー粒子を保
   持しながら、疎水性物質溶液を加熱した積載性ラテック
   スに徐々に添加して、ポリマー粒子と疎水性物質とを緊
   密な会合状態にし、そして、水混和性溶剤を水で希釈し
   て連続相に於ける疎水性物質の溶解度を減少させ、それ
   により疎水性物質の平衡分配を連続相から分散相のポリ
   マー粒子の方に移動させる ことを含んでなるポリマーラテックス組成物の製造方法
   。