JPH04503968A - 磁気応答性螢光ポリマー粒子及びその利用 - Google Patents

磁気応答性螢光ポリマー粒子及びその利用

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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】 磁気応答性螢光ポリマー粒子及びその利用光里坐立立 本発明は、磁気応答性螢光ポリマー粒子に関する。
主尻坐宜景 本発明は、1987年10月26日に提出された米国出願番号第113294号 の一部継続である。
イムノアッセイ、アフィニティー精製等のような多(の生物学的技術においては 、遊離の両分から結合した両分を分離する必要がある。磁性粒子が所望の分離を 促進するために使用されてきた。
磁性粒子は、種々の工程を用いて種々の粒子状の磁性体から作られており、様々 な特徴を有する。例えば、イケダ等の米国特許第4582622号にはゼラチン 、水溶性多糖類、リン酸ナトリウム及び強磁性体物質よりなる磁性粒子が開示さ れており、米国特許第4628037号及び第4554088号にはポリマー性 シランの被膜に囲まれた磁性金属酸化物コアよりなる磁性粒子が開示されており 、米国特許第4452773号には水溶性多糖類又は官能基を有するその誘導体 で被覆された強磁性酸化鉄(Fe3o4)のコアを有する離散コロイドサイズの 粒子が開示されており、そしてMansfieldの米国特許第4297337 号には粒子状担体としての磁性ガラス又は結晶含有材料が開示されている。
主恩■A! 本発明は、磁気応答性螢光ポリマー粒子(以下、磁性螢光粒子という)を、形状 および組成に間りなく直径で約1乃至1100pの平均サイズを有する螢光ポリ マー性粒子から製造する新規の方法を提供する。本発明の螢光磁性粒子は、平均 サイズ約1μm以下の磁気応答性金属酸化物(以下、金属酸化物という)を先ず 製造し、次いで螢光ポリマー性コア粒子を金属酸化物を含有するポリマー層で被 覆することによって調製することができる。これらの螢光磁性粒子の表面は、所 望の表面特性を与えるために、ポリマー又は官能基を有するポリマーよりなる別 の層で更に被覆することができる。
これらの螢光磁性粒子のスペクトル特性は、単一の螢光染料又は数種の螢光染料 の組合せになる、種々の螢光染料を組み込んだコア粒子を使用することにより変 化させることができる。別に、本発明の螢光磁性粒子は、七ツマ−に可溶で且つ 非螢光ポリマー性コア粒子、金属酸化物及びモノマーの存在下にて重合条件に耐 えることができる単一の螢光染料又は数種の染料の組合せになる、種々の螢光染 料を組み込むことによって調製することができる。
本発明により製造される螢光磁性粒子はサイズにおいて単分散性であり、粗い表 面を有し、そして5%乃至50%、好ましくは10%乃至25%の磁性金属酸化 物含量を有する。これらの螢光磁性粒子の螢光強度は、金属酸化物による陰影を 変化させるために磁性金属酸化物含量を変えることにより、及び/又は螢光ポリ マーコア粒子に組み込む螢光染料の量を変えることにより、調整することができ る。
これらの特徴を有する粒子は、イムノアッセイ及び広範な種類の生物医学的用途 に有用であることが見い出されている。これらの螢光磁性粒子は、抗原、抗体、 酵素又はDNA/RNAのような生物学的材料の受動的又は共有結合による結合 に使用することができ、また種々のタイプのイムノアッセイ、DNA/RNAハ イブリダイゼーションアッセイ、アフィニティー精製、細胞分離2食作用及び他 の生物医学的用途のための固相として使用することができる。生物学的材料を結 合した又は結合していないこれらの螢光磁性粒子は、ウェル中に正しい数の粒子 が放出されていることを確認するための、及びアッセイ中における粒子の損失を チェックするためのマーカーとして働かせるために、種々のアッセイ用の非磁性 粒子に対して種々の比率で組み込むことができる。
旦力五登肌立 本発明の目的は次の通りである。
直ちに入手し得るポリマー粒子より磁気応答性螢光ポリマー粒子を容易に製造す る方法を開発すること。
中等度の沈降と速い磁気分離を有する磁気応答性螢光ポリマー粒子の製造方法を 開発すること。
生物学的材料を受動的吸着又は共有結合により結合させるための種々の表面電荷 と官能基を有する磁気応答性螢光ポリマー粒子の製造方法を開発すること。
これらの磁気応答性螢光ポリマー粒子を用いた医学的、生物学的、診断的及び産 業的用途を開発すること。
本発明の利点は次のものを含む。
約1乃至100μmのサイズの広範な種類の螢光ポリマーコア粒子を容易に磁気 応答性粒子に変えることができる。
用途に応じて金属酸化物の含量を変化させることができる。
共有結合のために表面を誘導体化して種々の官能基を導入することができる。
得られるポリマーに種々の表面特性を与えるために、種々のモノマーを最終的な 被覆に用いることができる。
架橋された又は架橋されていない磁気応答性螢光ポリマー粒子のいずれをも製造 することができる。
単分散性の磁気応答性螢光ポリマー粒子を製造することができる本発明の螢光磁 性粒子は、先ず約1μm以下の平均サイズの金属酸化物を製造することにより調 製することができる。金属酸化物は、2価又は3価の金属塩の混合物、好ましく は第1鉄及び第2鉄の硫酸塩又は塩化物と水酸化ナトリウム溶液との混合物を加 熱し沈澱させることにより製造する。金属酸化物の所望のサイズ及び磁気特性を 得るためには、2価の金属塩の3価の金属塩に対するモル比は0.5乃至2.0 .好ましくは0.5乃至1.0の範囲で変化させることができる。2価の金属塩 の3価の金属塩に対するモル比が金属酸化物のサイズに影響することが観察され ている。すなわち、2“価の金属塩の3価の金属塩に対するモル比が小さい程、 金属酸化物のサイズは小さくなる。2価の金属塩の3価の金属塩に対するモル比 はまた得られる磁性粒子の色にも影響する。すなわち、モル比が小さい程得られ る磁性粒子の褐色がかった色は明るくなる。好ましくは、金属酸化物は超常磁性 又は常磁性であるが、強磁性金属酸化物もまた使用することができる。ただしこ の場合は洗浄の際磁気分離の代わりに遠心が用いられる。
他の2価の遷移金属塩1例えばマンガン、マグネシウム、コバルト2ニツケル、 亜鉛及び銅の塩で第1鉄塩を置き換えてもよい。
金属酸化物が沈澱した後、上澄のpHが中性となるまで、250×gの遠心で数 回それを洗浄する。金属酸化物を脱イオン水に再懸濁し、高速で機械的に攪拌し て金属酸化物結晶の凝集物を破砕する。更に250Xgで遠沈しても金属酸化物 の全部がペレット状になってしまうことはない。小さいサイズの金属酸化物結晶 を含有する上澄を集め、ペレットは脱イオン水に再懸濁する。この操作を少なく とも3回又は大部分の金属酸化物が250Xgではもはやペレット状にならなく なる迄繰り返す。この方法で得られる金属酸化物のサイズは通常2.0μm未満 である。大きい結晶を除くための1100Xの低速遠心により、サイズが0.8 μm未満となる。
平均サイズ1.0μm以下の金属酸化物をモノマーと混合し、開始剤の存在下に 1乃至100μmのサイズの螢光ポリマーコア粒子、好ましくはポリスチレン粒 子上に被覆する。少量の乳化剤の添加は粒子が膠着するのを防止する助けとなろ う。次いで螢光磁性粒子を、金属酸化物の脱落を防止するために、ポリマー、好 ましくはポリスチレンの保護層で被覆する。官能基を有する螢光磁性粒子を望む 場合には、生物学的材料を共有結合により結合させるだめのカルボキシル基、ア ミノ基又はヒドロキシル基のような官能基を付与するため、官能基を有するポリ マーよりなる別の層で磁性粒子を更に被覆することができる。
本発明に従って調製される螢光磁性粒子は図1に示すことができる。ここにおい て1は螢光コア粒子を表し、2は金S酸化物/ポリマー被覆を表し、3は保護ポ リマー被覆を表しそして4は官能基を有するポリマー被覆を表す。図2は、本発 明に従って調製される磁性粒子の0.08乃至0.1μmの切片の透過型電子顕 微鏡写真を示す。図3は、本発明に従って調製される6、8μmの磁性粒子の走 査型電子顕微鏡写真を示す。図3aは、1000倍2図3bは5000倍の拡大 である。
本発明において有用な螢光ポリマー性コア粒子は、小さい粒子の分散系として得 ることのできるものであって七ツマ−を吸収しそれによって該コア粒子表面上へ の金属酸化物とモノマーとの混合物の被覆を生ずることのできるものであれば、 いかなるポリマーよりなるものでもよい。コア粒子はいかなるサイズ及び形状で もよいが、好ましくは1乃至100μmのサイズであり球形の形状になるもので ある。単分散性コア粒子を使用するときは、得られる磁性粒子もまたサイズにお いて単分散性となろう。コア粒子は、ジビニルベンゼン等の架橋剤を用い又は用 いない乳化重合、懸濁重合又は他の重合手段によって得ることができる。コア粒 子を調製するのに使用することができるモノマーには例えば、スチレン、メグク リル酸メチル、ビニルトルエン等がある。千ツマ−の混合物もまた使用すること ができる。螢光コア粒子は、当業者に知られている種々の技術を用いて螢光染料 をコア粒子に組み込むことによって得ることができる。磁性金属酸化物による被 覆又は保護被覆に使用されるモノマーは、螢光コア粒子と同じタイプのものであ ってもなくてもよい。金属酸化物による被覆に使用するモノマーの螢光コア粒子 に対する重量比は、所望の金属酸化物/ポリマー層の厚さに応じて0.1乃至1 2、好ましくは0.2乃至6とすることができる。第1鉄塩及び第2鉄塩の混合 物から調製される金属酸化物を被覆に使用する場合には、螢光コア粒子に対しモ ノマーを重量比約0.1乃至0.5にて使用するのが好ましい。しかしながら、 マンガン(2価)塩及び第2鉄塩の混合物から調製される金属酸化物を被覆に使 用する場合には、コア粒子に対するモノマー重量比は0.1乃至12とすること ができる。結果として、通常の有機溶媒には不活性な架橋された螢光磁性粒子を める場合には、マンガン(2価)塩及び第2鉄塩の混合物から調製される金属酸 化物を、2%乃至10%、好ましくは8%乃至10%の重量比で架橋剤を含有し 、コア粒子に対するモノマー重量比が3乃至12.好ましくは4乃至6であり、 螢光染料に対する七ツマー重量比が0.1乃至10であるモノマーとともに使用 するのが好ましい。金属酸化物/ポリマー被覆の際にコア粒子に対し一層低いモ ノマー重量比(すなわち0.1乃至0.5)を使用する場合には、螢光磁性粒子 表面上に金属酸化物を一層固く付着させるためにポリマー被覆による保護層で、 得られる螢光磁性粒子を保護被覆するのが好ましい。しかしながら、コア粒子に 対し高い七ツマー比(すなわち3乃至12)を使用する場合には、保護ポリマー による被覆は不要である。重合温度は55゛C乃至90℃、好ましくは55“C 乃至65°Cでよい。重合開始剤は、過硫酸カリウム等のような水溶性のもので も、過酸化ベンゾイル等のような水に不溶性のものでもよい。照射、イオン化等 の他の重合開始手段もまた使用することができる。意外なことに、被覆にマンガ ン(2価)塩及び第2鉄塩の混合物より調製される金属酸化物を使用した場合に は、何ら乳化剤を使用することなく螢光磁性粒子を製造できることが見出された 。しかしながら、被覆に第1鉄塩と第2鉄塩との混合物より調製された金属酸化 物を使用した場合には、ドデシル硫酸ナトリウム、Aerosol 22.Tw een 20又はNon1det P−40(NP 40)のような乳化剤の少 量が金属酸化物/ポリマー被覆の間の粒子の過剰な凝集を防止するのに有用であ ることが見出された。同じ能力を有する他の乳化剤もまた使用することができる 。金属酸化物/ポリマー被覆の間種々の量の金属酸化物を使用することにより、 磁性金属酸化物の含量を5%乃至50%。
好ましくは10%乃至25%の範囲で変化させることができる。金属酸化物の含 量を高めるために、金属酸化物/ポリマー多重被覆を行うこともできる。所望の 特性を有する磁性粒子が得られる限り、重合に通常使用される他の成分を加えて もよい。金属酸化物/ポリマー被覆のための成分は、金属酸化物/ポリマー被覆 工程の最初に全部一度に加えてもよく、又は段階的に加えてもよい。第1鉄塩と 第2鉄塩との混合物より製した金属酸化物を使用する場合には、成分を段階的に 加えるのが好ましい。成分は真空下又はアルゴン等の不活性ガス下において、機 械的攪拌、ゆすることその他の攪拌手段により混合することができる。官能基は 、金属酸化物/ポリマー被覆の間モノマーと官能基を有するモノマーとの混合物 を用いることによって又は官能基を有する七ツマ−の薄層で磁性粒子を最後に再 ”被覆することによって螢光磁性粒子の表面上に組み込むことができる。使用す る官能基を有するモノマーは、次のものの−又は混合物から選ぶことができる:  メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−アミノエチル、メタク リル酸トリメチルアンモニウムメチルメトサルフェート、メタクリル酸ジメチル アミノエチル。
メタクリル酸、ウンデシレン酸、メチルプロペンスルホン酸、ウンデシレンアル コール、オレイルアミン、メタクリル酸グリシジル。
アクロレイン、グルタルアルデヒド等。磁性螢光粒子はまた、金属酸化物/ポリ マー被覆又は保護被覆に使用したのとは異なるポリマーの層で再被覆してそのポ リマーの表面特性を帯びさせることもできる。
、の1 螢光イムノアッセイ、ラジオイムノアッセイ、エンザイムイムノアッセイ、細胞 分離、酵素固定化及びアフィニティー精製等の種々の用途のための固相としての 種々の螢光磁性粒子の使用は、次の論文に例示するように、文献にて検討されて いる: Hirschbein et al、Chemical Techno logy。
March 1982,172−179 (19B2);Pourfarzan eh、The Ligand Qnarterly、5(1):41−47 ( 1982);Haliing and Dunnill、Enzyme Mic robe Technology、2:2−10 (1980);Mo5bac h and Anderson、Nature、270:259−261 (1 977);Guesdor+ et al、J、Allergy C11nic al immunology、61 (1)、23−27 (1978)、い( つかの利用についてはまた、酵素固定化について米国特許第4152210号及 び第4343901号に、細胞分離につし)で米国特許第3970518号、第 4230685号及び第42672343号に、イムノアッセイについて米国特 許第4554088号、第4628037号及び第3933997号に夫々開示 されている。
ある用途には有用であるが他の用途には有用でない磁性粒子もある。例えば、米 国特許第4554088号及び第4628037号に開示されている磁性粒子は 、通常ポリマー性シランの被覆に囲まれた超常磁性金属酸化物コアよりなるが、 その大きな表面積と緩慢な沈澱速度のためイムノアッセイとアフィニティー精製 には有用であるが、骨髄洗浄のような細胞分離への利用には通さない。これら2 つの特許に開示された磁性粒子はサイズが小さいため、細胞懸濁液から全ての磁 性粒子を効果的に除去することは非常に困難である。更に、小さい磁性粒子はど 正常な細胞への非特異的結合がずっと高くなる。骨髄細胞の精製のための磁性粒 子の使用においては、磁性粒子はヒツジ抗マウスIgGのような抗体で被覆され 、骨髄は癌細胞の表面抗原に対する数種のモノクローナル抗体の混合物で処理さ れる。磁性粒子は癌細胞にのみ結合し、強力な磁場を通過させることにより癌細 胞を正常細胞から分離することができる。洗浄された細胞は次いで患者に戻され る。
本発明の方法を用いることにより、広範な種類の生物医学的な利用のために、磁 性粒子のサイズ、表面積、金属酸化物1量及び表面特性を最適にすることができ る。本発明により製造される磁性粒子は、エンザイムイムノアツセイ、螢光イム ノアツセイ、ラジオイムノアッセイ、DNA/RNAハイフ゛リタ゛イゼーショ ンア・ンセイその他の診断用途のための固相として使用することができる。イム ノアッセイは、サンドインチアッセイや競合的結合ア・ンセイ等の当業者に明ら かな種々の形態で行うことができる。DNA/RNAAイフ゛リダイゼーション もまた、固相ノλイブリダイゼーション又しよ液相ノhイブリダイゼーション等 の種々の形態で行うことができる。固相ハイブリダイゼーションの形態では、D NA又はRNAプローフ゛(キャッチャ−プローブ)は磁性粒子に最初に固定化 される。固定イヒされたキャッチャ−プローブは、サンプル(サンプルDNA) からの相補的D N A tJfとハイブリッド化するのに使用される。最後に 、螢光性、放射性又は酵素トレーサーで標識されDNAサンプルの別の部分とハ イブリッド化することのできる別のプローブ(シグナルプローブ)がシグナル発 生に使用される。液相ハイブリダイゼーション形態においては、キャッチャ−プ ローブとシグナルプローブは最初に液相でサンプルDNAとハイブリッド化され 、次いで磁性粒子に固定化される。
代わりに、アッセイの感度を高めるために、シグナルプローブを1個又は数個の ビオチン基で標識することもでき、その場合ビオチン基を螢光性、放射性又は酵 素トレーサーでtHlしたアビジンと結合させることにより、シグナルが検出さ れる。
イムノアッセイ及びDNA/RNAハイブリダイゼーションアッセイは、生物学 的サンプル中の薬物、ホルモン、抗体、ペプチド。
DAN、RNA、核酸、ウィルス抗原及び炭水化物等の広範な種類の物質を測定 するのに使用することができる。
本発明によって製造される磁性粒子もまた、アフィニティー精製、細胞分離、酵 素固定その他の生物医学的用途に使用することができる。細胞分離においては、 磁性粒子は、免疫反応又は非免疫反応による望まない細胞の除去(ネガティブ選 別)のため又は望む細胞の濃縮(ポジティブ選別)のために使用される。この原 理は、骨髄から癌細胞を除去(骨髄洗浄)し、組織培養のためにポジティブ又は ネガティブ選別によって細胞集団を精製し及び種々の細胞イムノアッセイを行う のに使用することができる。アフィニティー精製においては、磁性粒子は、抗体 、抗原、酵素、阻害剤、コファクター、1本鎖DNA、結合タンパク、ハプテン 及び炭水化物等の広範な種類の生物学的材料の精製に、ポリアクリルアミドゲル 、セファロースゲル又は他のセルロースビーズのような慣用の固相に代えて使用 される。アフィニティー精製に類似の他の用途においては、磁性粒子は、抗血清 又は臨床サンプルから望ましくないタンパク質成分を交差吸着して除去するのに 使用することができる。酵素固定化においては、酵素活性を保持し固定化酵素の 再使用を可能にするよう、種々の結合手段によって磁性粒子上に酵素が固定化さ れる。固定化酵素を担持した磁性粒子は、炭水化物、アミノ酸及びタンパク質等 の広範な種類の材料を製造するための固定化酵素システムに通常使用されるガラ スピーズ、制御された多孔性ガラス、シリカゲル及びセルロースビーズ等の他の 固相に代えて使用することができる。
生物学的材料を担持した又は担持しないこれらの螢光磁性粒子は、正しい数の粒 子がウェル中に放出されていることを確認するため及びアッセイ中の粒子の損失 をチェックするためのマーカーとして役立てるために、実施例42及び43に述 べた種々のアッセイのための非磁性粒子に対し種々の比率で組み込むことができ る。
゛ これらの利用はいずれも、磁性粒子の大部分に共通な分離容易性8速い反応 速度及び大きな表面積によって効率化される。以下の実施例は本発明の多能性と 利点とを更に説明するために提供するものであり、その詳細を制限的に解釈して はならない。本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々の均等物、変更物及 び修飾物の実施をなし得ることは明らかであり、そのような均等の具体例は本発 明に含められることが意図されているからである。
ヒ のi の−白・ 法 スl]L−1 機械的攪拌機、冷却器、温度計、滴下ロート及び加熱マントルを備えた三つ口丸 底フラスコに、400dの脱イオン水中に0.36℃molの硫酸第1鉄及び0 .369molの硫酸第2鉄(Fe”/ F e ””比−1)の混合物を加え た。混合物を攪拌しつつ85乃至90°Cに加熱し、850dの6N水酸化ナト リウムを90分かけて滴下して加えた。混合物を85乃至90℃にて更に1時間 攪拌し、室温まで冷却した。金属酸化物の沈澱を250Xgにて10分間遠心し た。透明な上澄を傾斜して捨てベレットを900−の脱イオン水中に機械的攪拌 機を用いて再懸濁させた。この洗浄工程を6回又は上澄のpHが殆ど中性となる まで繰り返した。上澄を傾斜して捨て、200dの脱イオン水に再懸濁させた。
250Xgで更に遠心しても金属酸化物の沈澱の全てがペレットになることはな い。小さいサイズの金属酸化物結晶を含む上澄を集め、ベレットは200iの脱 イオン水に再懸濁させた。この工程は少なくとも3回又は金属酸化物の殆どが2 50Xgではもはやペレットを生じなくなるまで繰り返した。この方法で得られ る金属酸化物は通常2.0μm未満のサイズを有する。金属酸化物の懸濁液を合 わせ1100Xで10分間遠心した。上澄を回収し、0.8μm未満のサイズの 磁性金属酸化物の8.6%w / v懸濁液800−を得た。
裏座1 400mの脱イオン水中0.235molの硫酸第1鉄、0.297molの硫 酸第2鉄(F e ”/ F e ””比=0.79)及び480W1の6N水 酸化ナトリウムを使用して磁性金属酸化物の2.86%w / v懸濁液200 0dを得た以外は、実施例1の記載と同一の手順に従った。
叉蓋勇−1 400−の脱イオン水中0.178molの硫酸第1鉄、0.298molの硫 酸第2鉄(F e ”/ F e ””比=0.59)及び520dの6N水酸 化ナトリウムを使用して磁性金属酸化物の2.98%w / v懸濁液1500 dを得た以外は、実施例1の記載と同一手順に従った。
1隻五−土 400dの脱イオン水中0.15molの硫酸第1鉄、0.276mo Iの硫 酸第2鉄(F e”/F e””比=0.54)及び520IIIlの6N水酸 化ナトリウムを使用して磁性金属酸化物の6.88%w / v懸濁液700d を得た以外は、実施例1の記載と同一手順225mの脱イオン水中0.116m olの硫酸ブンガン、0゜146molの硫酸第2鉄(M n”−/ F e  ””比=0.79)及び240dの6N水酸化ナトリウムを使用して磁性金属酸 化物の1゜8%w / v懸濁液1700I11を得た以外は、実施例1の記載 と同一手順に従った。
600dの脱イオン水、6dのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製した 8、6%w/vの磁性金属酸化物80dの混合物を密封された瓶に加えた。瓶を 吸引して約5Qrpmで55°Cのオーブン91時間回転した。混合物に12g の過硫酸カリウム及び5%w / vの4.0μmポリスチレン粒子850dを 加えた。瓶を再び密封し、吸引して1時間回転し、そして2%のドデシル硫酸ナ トリウム50M1を加えた。更に5時間経過後、混合物に6mのスチレン及び1 0gの過硫酸カリウムを加えた。混合物を更に15時間回転し、2層にしたチー ズクロスで濾過し、磁気的に分離して上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗 浄した。得られた磁性粒子を脱イオン水に再懸濁させて1.61!とし、約11 %の磁性金属酸化物含量を有し4.3μmの平均サイズを有する2、5%w/v !QS液を得た。
ス[ 実施例6の記載に従って調製した2、5%w/vの磁性粒子1゜6!を、1gの ドデシル硫酸ナトリウム、10gの過硫酸カリウム及び、4dのメタノール中に 0.98−のウンデシレン酸とo、。
2dのジビニルベンゼンとを含有する溶液を加えることによりカルボキシル化し た。混合物をぞ封した瓶中に加え、吸引して約6Orpmで55℃のオーブン中 5時間回転した。得られたカルボキシル磁性粒子を磁気的に分離し、上澄が透明 になる迄脱イオン水で数回洗浄し、た。カルボキシル磁性粒子を脱イオン水に再 懸濁させて680dとし、約11%の磁性金属酸化物含量を有し41.3μmの 平均サイスを有する5、8%w / v懸濁液を得た。
支1− 600dの脱イオン水、、6dのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製り 、た8、6%w / vの磁性金属酸化物80dを密封した瓶中に加えた。瓶を 吸引して約60rpmで55°Cのオーブン中1時間回転した。混合物に12g の過硫酸カリウム及び4.78%W/Vの6.18mポリスチレン粒子850d を加えた。瓶を再び密封し、吸引して5時間回転し、そして6Id、のスチレン 及び10gの過硫酸カリウムを加えた。混合物を更に15時間回転し、2層にし たチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になるまで脱イオン 水で数回洗浄した。得られた磁性粒子を1. 51!、の脱イオン水に再懸濁さ せ、1gのドデシル硫酸ナトリウム、Logの過硫酸カリウム及び、4M1のメ タノール中に0.98dのウンデシレン酸と0.02mのジビニルベンゼンとを 含有する溶液を加えることによりカルボキシル化した。混合物を密封した瓶中に 加え、吸引して約6Orpmで55°Cのオーブン中5時間回転した。得られた カルボキシル磁性粒子を磁気的に分離して上澄が透明になる迄脱イオン水で数回 洗浄した。カルボキシル磁性粒子を脱イオン水に再懸濁させて800+dとし、 約11.6%の磁性金属酸化物含量を有し6.8μmの平均サイズを有する4、 3%懸濁液を、得た。
1差■−ユ 600−の脱イオン水、6dのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製した 8、6%w / vの磁性金属酸化物60dを含む混合物を三つ日丸底フラスコ に加え、アルゴン雰囲気下67℃にて1時間攪拌した。混合物に12gの過硫酸 カリウム及び5%w / vの2.7μmポリスチレン粒子470dを加えた。
混合物を67°Cにて1時間攪拌し、2%のドデシル硫酸ナトリウム30dを加 えた。アルゴン雰囲気下67°Cにて更に5時間攪拌した後、混合物に6dのス チレン及び6gの過硫酸カリウムを加えた。混合物をアルゴン雰囲気下67°C にて更に15時間攪拌し、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそ して上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。得られた磁性粒子を脱イ オン水に再懸濁させて900Idとし、0.6gのドデシル硫酸ナトリウム、1 0g・の過硫酸カリウム及び、2.4dのメタノール中に0.598dのウンデ シレン酸と0.012dのジビニルベンゼンとを含有する溶液を加えることによ りカルボキシル化した。混合物を密封した瓶中に加え、吸引して約60rpmで 55℃のオーブン中5時間回転した。得られたカルボキシル磁性粒子を磁気的に 分離しそして上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。カルボキシル磁 性粒子を再懸濁させて500dとし、約14%の磁性金属酸化物含量を有し4. 0μmの平均サイズを有する6、5%w / vの懸濁液を得た。
実1■−上度 600dの脱イオン水、6mlのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製し た8、6%w / vの磁性金属酸化物60M1を含む混合物を密封した瓶に加 えた。瓶を吸引して約60rpmで55°Cのオーブン中1時間回転した。混合 物に12gの過硫酸カリウム及び5%w / vの2.78mポリスチレン粒子 470Jdを加えた。瓶を再び密封し、吸引して1時間回転しそして2%のドデ シル硫酸ナトリウム30mを加えた。更に5時間経過の後、6−のスチレン及び 10gの過硫酸カリウムを混合物に加えた。混合物を更に15時間回転し、2層 にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離し、上澄が透明になる迄脱イオン水 で数回洗浄した。得られた磁性粒子を脱イオン水に懸濁させて500dとし、約 14%の磁性金属酸化物含量を有し4.0μmの平均サイズを存する6、8%w /vの懸濁液を得た。
実施±−土土 180dの脱イオン水、2dのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製した 8、6%w / vの磁性金属酸化物20dを含む混合物を密封した瓶中に加え た。瓶を吸引して約6Orpmで55℃のオーブン中1時間回転した。混合物に 4gの過硫酸カリウム及び、実施例10の記載に従って調製した6、8%w/v の磁性粒子(3,0μm、金属酸化物含量14%)160dを加えた。瓶を再び 密封し、吸引して1時間回転しそして2%のドデシル硫酸ナトリウム10dを加 えた。更に5時間の後、2dのスチレン及び2gの過硫酸カリウムを混合物に加 えた。混合物を更に15時間回転し、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的 に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄した。得られた磁性粒 子を脱イオン水に懸濁して160dとし、約19%の金属酸化物含量を有し4. 2μmの平均サイズを有する7、78%w / vの懸濁液を得た。
1隻斑−土l 90dの脱イオン水、ldのスチレン及び、実施例゛1の記載に従って調製した 8、6%w / vの磁性金属酸化物lO−を含有する混合物を、密封した瓶中 に加えた。瓶を吸引して約60rpmで55°Cのオーブン中1時間回転した。
混合物に1gの過硫酸カリウム及び、実施例11の記載に従って調製した7、7 8%w / vの磁性粒子(3,2μm、金属酸化物含量19%)80dを加え た。瓶を再び密封し、吸引して4時間回転し、2%のドデシル硫酸す1−リウム 5R1を加えた。更に5時間経過の後、Idのスチレン及び1gの過硫酸カリウ ムを混合物に加えた。混合物を更に15時間回転し、2層にしたチーズクロスで 濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄した。
得られた磁性粒子を脱イオン水に再懸濁させて160dとし、約23%の金属酸 化物含量を有し4.5μmの平均サイズを有する4゜5%の懸濁液を得た。
実fl−ユ」ユ 400rxlの脱イオン水、1.92−のスチレン、0.08dのジビニルベン ゼン、4gの過硫酸カリウム、20gの2[)O〜400メツシュの4%ジビニ ルベンゼン架橋ポリスチレンビーズ及び、実施例1に従って調製した8、6%w  / vの磁性金属酸化物10dを含有する混合物を密封された瓶中に加えた。
瓶を吸引して約6Orpmで55°Cのオーブン中15時間回転した。混合物を 沈澱させ上澄を傾斜して捨てた。得られた磁性ビーズを200dの脱イオン水に 再懸濁させ再度沈澱させた。上澄が透明になる迄数回この工程を繰り返した。得 られた磁性ビーズを2007の脱イオン水に再懸濁させ、0.1gのドデシル硫 酸ナトリウム、2.0gの過硫酸カリウム、0.48afのスチレン及び0.0 2dのジビニルベンゼンを加えた。瓶を再び密封し、吸引して約6Orpmで5 5°Cのオーブン91時間回転しそして、0.4−のメタノール中に0.098 .wj2のウンデシレン酸と0.002dのジビニルベンゼンとを含有する溶液 を加えた。混合物を更に4時間回転し、前述のように重力により沈降させること によって洗浄した。水を濾過により除去しカルボキシル磁性ビーズを乾燥して2 00〜400メツシユのカルボキシル磁性ビーズ20gを得た。
1藷■−1土 100m1の脱イオン水、0.5−のスチレン、2gの過硫酸カリウム、5%w  / vの4.0層mポリスチレン粒子75.d及び、実、雄側4の記載に従っ て調製した6、88%w / vの磁性金属酸化物1Odを含有する混合物を密 封した瓶中に加えた。瓶を吸引して約6Qrpmで55°Cのオーブン中15時 間回転した。混合物を、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそし て上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄した。得られた磁性粒子を脱イオン 水に再懸濁させて]、50afとし、約14%の金属酸化物含量を有し4.3μ mの平均サイズを有する2、5%w / v懸濁液を得た。
1隻例−土旦 実施例4の記載に従って調製した6、88%w / vの磁性金属酸化物20d を使用して約18%の金属酸化物含量を有し4.3μmの平均サイズを有する2 、5%w / vの懸濁液160dを得た以外は、実施例14の記載と同じ手順 に従った。
災旅±−上旦 2000id、の脱イオン水、13−のスチレン及び、実施例3の記載に従って 調製した2、98%w / vの磁性金属酸化物550dを含有する混合物を密 封した瓶中に加えた。瓶を吸引して約6Orpmで55°Cのオーブン91時間 回転した。混合物に20gの過硫酸カリウム及び10%W / Vの3.0μm ポリスチレン粒子950dを加えた。瓶を再び密封し、吸引して約60rpmで 1時間回転しそして2%のドデシル硫酸ナトリウム60dを加えた。更に5時間 の経過の後、8戚のスチレン及び10gの過硫酸カリウムを混合物に加えた。混 合物を更に15時間回転し、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離し そして上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。得られた磁性粒子を脱 イオン水に再懸濁して3000R1とし、約12%の磁性金属酸化物含量を有し 3.2μmの平均サイズを有する3、38%w / vの懸濁液を得た。
スIILL 実施例16の記載に従って調製した磁性粒子(3,2μm、3゜38%w /  v 、金属酸化物含量12%)150HIl、2d!の1% NP40,0.5 −のメタクリル酸メチル又はスチレン、1gの過硫酸カリウム及び、官能基を有 するモノマーであるメチル硫酸メタクリル酸トリメチルアンモニウムエチル(4 0%水溶液)を含有する混合物を密封した瓶中に加えた。瓶を約6Orpmで5 5°Cのオーブン94時間回転した。混合物を、2層にしたチー・ズクロスで濾 過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄した。得 られた磁性粒子を脱イオン水中に再懸濁させて200戚とし21表面上にトリメ チルアンモニウム官能基を有する磁性粒子の2.5%w / v懸濁液を得た。
災施班−上主 官能基を有するモノマーであるメタクリル酸2−アミノエチル1dを使用して表 面上にアミノ基を有する磁性粒子の2.5%w / v懸濁液200dを得た以 外は、実施例17に記載されたと同じ手順に従った。
裏座±−上度 官能基を有するモノマーであるメタクリル酸2−ヒドロキシエチル1−を使用し て表面上にヒドロキシル基を有する磁性粒子の2゜5%w / v懸濁液200 雄を得た以外は、実施例17に記載されたと同じ手順に従った。
実上土−1■ モノマーとして1−ビニル−2−ピロリジノン1mi!を使用して表面上にポリ ビニルピロリジノンを有する磁性粒子の2.5%w / v懸濁液200dを得 た以外は、実施例17の記載と同じ手順に従った。
スJJ江−λ」− 官能基を有するモノマーであるメチルプロペンスルホン酸】gを使用して表面上 にスルホン酸基を有する磁性粒子の2.5%w / v懸濁液200dを得た以 外は、実施例17の記載と同じ手順に従った。
亥1」 22 官能基を有するモノマーであるメタクリル酸ジメチルアミノエチル1戚を使用し て表面上にジメチルアミノ基を有する磁性粒子の2.5%w / v懸濁液20  D tttiを得た以外は、実施例17の記載と同じ手順に従った。
裏座撚−Iニ ア、0%w / vの2,11μmポリスチレン粒子20−5実施例5の記載に 従って調製した1、8%w/vの金属酸イビ物100d。
50mの脱イオン水及び、1.5ar1のスチレン中に0.15gの過酸化ベン ゾイルを含む溶液を含有する混合物を密封した瓶に加えた、瓶を吸引して約60 rpmで55°Cのオーブン中15時間回転した。混合物を、2層にしたチーズ クロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗 浄した。得られた磁性粒子を脱イオン水に再懸濁させて200−とじ、約16. 8%の金属酸化物含量を有し3.6μmの平均サイズを有する5、0%W/Vの 懸濁液を得た。
5の記載に従って調製した1、8%w / vの金属酸化物100d。
50dの脱イオン水及び、6.75dのスチレン中に0.15gの過酸化ベンゾ イルと0.75dのジビニルベンゼンとを含む溶液を含有する混合物を密封した 瓶中に加えた。瓶を吸引して約60rpmで55°Cのオーブン中15時間回転 した。混合物を、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄 が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄した。得られた架橋磁性粒子を脱イオン水 に再懸濁させて200dとし、約16.8%の金属酸化物含量を有し3.6μm の平均サイズを有する5、0%w / vの懸濁液を得た。
こうして調製した架橋磁性粒子はサイズが均一であり通常の有機溶媒例えば、ア セトン、アセトニトリル及びジメチルホルムアミド等に対して不活性であること が判明した。
裏座■−主1 7.0%w / vの2.118mポリスチレン粒子20d、実施例5の記載に 従って調製した1、8%w / vの金属酸化物150d及び、6.75’−の スチレン中に0.15gの過酸化ベンゾイルと0.75戚のジビニルベンゼンと を含む溶液を含有する混合物を密封された瓶中に加えた。瓶を吸引して約60r pmで55°Cのオーブン中15時間回転した。混合物を、2層にしたチーズク ロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄 した。得られた架橋磁性粒子を脱イオン水に再懸濁させて200dとし、約23 %の金属酸化物含量を有し4.0μmの平均サイズを有する5、4%w / v の懸濁液を得た。こうして調製した架橋磁性粒子はサイズが均一で通常の有機溶 媒例えば、アセトン、アセ1−二トリル及びジメチルホルムアミド等に対して不 活性であることが判明した。
9.16%w/vの3.2μmポリスチレン粒子15d、実施例5の記載に従っ て調製した1、8%w / vの金属酸化物1001i。
55M1の脱イオン水及び、6.7511dlのスチレン中に0.15gの過酸 化ベンゾイルと0.75dのジビニルベンゼンとを含むi液を含有する混合物を 密封した瓶中に加えた。瓶を吸引して約6Orpmで55℃のオーブン中15時 間回転した。混合物を、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそし て上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。得られた架橋磁性粒子を脱 イオン水に再懸濁して200aiとし、約16.8%の金属酸化物含量を有し5 .5μmの平均サイズを有する4、7%w / vの懸濁液を得た。
こうして調製した架橋磁性粒子はサイズが均一で通常の有機溶媒例えばアセトン 、アセトニトリル及びジメチルホルムアミド等に対し不活性であることが判明し た。
の記載に従って調製した1、8%w/vの金属酸化物100Jd、40Idの脱 イオン水及び、6.75−のスチレン中に0.15gの過酸化ベンゾイルと0. 75adのジビニルベンゼンとを含む溶液を含有する混合物を密封した瓶中に加 えた。瓶を吸引して約6Orpmで55°Cのオーブン中15時間回転した。混 合物を、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明に なるまで脱イオン水で数回洗浄した。得られた架橋磁性粒子を脱イオン水に再懸 濁して200dとし、約16.9%の金属酸化物含量を有し6.7μmの平均サ イズを有する4、5%w / vの懸濁液を得た。こうして調製された架橋磁性 粒子はサイズが均一で通常の溶媒例えば、アセトン、アセトニトリル及びジメチ ルホルムアミド等に対して不活性であることが判明した。
11斑−28 7,0%w / vの2.114mポリスチレン粒子20I!!1.実施例5の 記載に従って調製した1、8%w/vの金属酸化物100ad。
50−の脱イオン水及び、6dのスチレン中に0.15gの過酸化ベンゾイルと 0.75mのランデシレニルアルコールと0.75jlleのジビニルベンゼン とを含む溶液を含有する混合物を密封した瓶中に加えた。瓶を吸引して約60r pmで55°Cのオーブン中15時間回転した。混合物を、2層にしたチーズク ロスで濾過し、磁気的に分離しそして上澄が透明になる迄脱イオン水で数回洗浄 した。得られた架橋ヒドロキシル磁性粒子を濾過し乾燥して約16.8%の金属 酸化物含量を有し3.9μmの平均サイズを有する9gの粉末を得た。こうして 調製された架橋ヒドロキシル磁性粒子はサイズが均一で通常の溶媒例えば、アセ トン、アセトニトリル及びジメチルホルムアミド等に対し不活性であることが判 明した。
1 への ・ Sの A ’ 29 80IIiの瓶中に、実施例17の記載に従って調製した4、3μmの5.0% w / vカルボキシル磁性粒子30dを加えた。粒子を磁気的に分離し50d のリン酸緩衝液(0,1M、pH5,5)に再懸濁させた。粒子懸濁液に20■ のウシ血清アルブミン及び100■の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプ ロピル)カルボジイミド(EDC)を加えた。混合物を室温にて2時間回転しそ して磁気的に分離した。粒子を80dのリン酸緩衝液で1回洗い、そしてリン酸 緩衝食塩水(0,1M、PI(7,0)に再懸濁させて75dとし、2.0%W  / vの懸濁液を得た。
ウシ血清アルブミンを受動的吸着により磁性粒子に結合させるためにはEDCを 使用しないこと以外は同じ手順に従った。
1隻±−主1 4dのバイアル中に、実施例7の記載に従って調製した4、3μmの5.0%w  / vカルボキシル磁性粒子1dを加えた0粒子を磁気的に分離し2dのリン 酸緩衝液(0,1M、pH5,5)で1回洗いそして2dの同緩衝液で再懸濁さ せた。粒子懸濁液に、1.4■/−のヤギ(G t、 )抗マウス(Ms)Ig G −140d及び10■の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル) カルボジイミドを加えた。バイアルを室温にて2時間回転した。粒子を磁気的に 分離し、2dのリン酸緩衝液で1回洗いそして2M1)リン酸緩衝食塩水(0, 1M、PH7,0)で再懸濁させて2dとし2.5%W / Vのヤギ抗マウス IgG被覆磁性粒子を得た。モノクローナルな又はポリクローナルな他の種類の 抗体もまた同じ手順によってカルボキシル磁性粒子に結合させることができる。
ヤギ抗マウスIgGその他の種類の抗体を受動的吸着によって磁性粒子に結合さ せるためには、EDCを使用しないこと以外は同じ手順に従った。
実U 4dのバイアル中に、実施例29の記載に従って調製したウシ血清アルブミン被 覆磁性粒子(4,3層m、2%w/v)2.5dを加えた。粒子を磁気的に分離 し、2dのリン酸緩衝液(0,LM。
p)(5,5)に再懸濁させて2−とした。混合物に10μ!のマウス抗B赤血 球表面抗原(20■/d)及び1■の1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプ ロピル)カルボジイミドを加えた。混合物を室温にて2時間回転した。粒子を磁 気的に分離し、リン酸緩衝液で1回洗いそして2iのリン酸緩衝食塩水(0,1 M、pH7,0)に再懸濁させ、2.5%w / vの懸濁液を得た。
1星五−盈I 40μlのマウス抗A赤血球表面抗原(5■/me)を使用して2.5%w /  vの懸濁液2dを得た以外は、実施例31の記載と同じ手順に従った。
t いた ゛ J・I 裏庭班−主主 Aとラベルした5mmX65mmの試験管中に、実施例32の記載に従って調製 した2、5%w / vのマウス抗A被覆磁性粒子25μlを加えた。Bとラベ ルした別の試験管中には、実施例31の記載に従って調製した2、5%w /  vのマウス抗B被覆磁性粒子25μ!を加えた。双方の試験管に、パンク赤血球 を等張緩衝食塩水で1対100に希釈して調製した1%バンク赤血球50μ!を 加えた。指で数回軽くたたいて試験管を振り磁石の上に置いた。結果は以下に要 約した通りであった。
(以下余白) 血液型 A B OAB 試験管 A +−−十 試験管 B−+−+ ここに士は陽性反応を示す。すなわち、赤血球は対応する抗体を被覆した磁性粒 子によって凝集し、その結果磁気分離後は試験管の上澄は透明であった。他方、 陰性反応の上澄は、赤血球と抗体被覆磁性粒子との間での凝集がないため、磁気 分離後も濁ったままである1 いたイムノア・・セイ ![土 2dの微量遠心管中に、6%W / Vの3μmカルボキシル磁性粒子1atl !を加えた。粒子を1100Orpで3分間遠心した。上澄を吸引し、粒子を酢 酸緩衝液中で5乃至1100u/dの組み換えHBcAg ldとともに振り混 ぜることによって再懸濁させた。管を室温にて2時間回転させそして前記のよう に遠心した。上澄を吸41シ、粒子を、酢酸緩衝液と2乃至10%の正常動物血 清とを含む再被覆溶液ll11に再懸濁させた。管を室温にて2乃至16時間回 転させそして前記のように遠心した。上澄を吸引し、遠心と再懸濁とによりII IJ/、の等張緩衝食塩水(TBS)で3回洗浄した。最後に、粒子をldのI BSで再懸濁させ2乃至8°Cにて貯蔵した。
1施!−11 96ウエルのミクロ滴定板の最初の2列に、実施例34の記載に従って調製した 0、25%w / vのB型肝炎コア抗原(HBcAg)被覆磁性粒子20μ2 を加えた。サンプルの調製は、HBcAg陽性血清を陰性血漿で種々に希釈し、 更に各サンプルを標本希釈緩衝液(SDB)で1:100に希釈することにより 行った。SDBは、リン酸緩衝液、タンパク質安定化剤、界面活性剤、及び抗菌 剤を含有するものであった。粒子を含有するウェルに、各最終のサンプル希釈液 50μ2を加えた。37°Cで30分間インキュベーションの後、粒子を磁気分 離機で2分間分離し、塩類と界面活性剤とを含有する洗浄用緩衝液200uEで 3回洗浄した。粒子を含む各ウェルに、塩類、タンパク質安定化剤、グリセロー ル、界面活性剤及び抗菌剤を含有する希釈液中のヤギ抗ヒ) I gG−B−D ガラクトシダーゼ結合体(0,5dg#り50μ!を加えた。37°Cで15分 間のインキュベーションの後、粒子を分離し上記のようにして3回洗浄し、30 μβのIBsに再懸濁させた。粒子を黒いミクロ滴定板(Dynatech)の 最初の2列に移した。粒子を含む各ウェルに、4−メチルウンベリフェリル−B −ガラクトピラノシド(MUG、Sigma)を含有する溶液100uAを加え た。板を37°Cにてインキュベートし、螢光強度を、励起側365 nm及び 螢光側450nmのフィルターを備えた螢光濃度分析機(FCA。
Pandex)を用い5分間隔で10倍利得にセットして測定した。5分間隔で の螢光強度の増大を任意に定めた螢光単位(AFU)にて記録し表1に示した。
c以下余白) 表 1 1 : 100 22687 1 : 1000 5933 1:5000 1516 1 :aooo 835 1 : 10000 639 1:15000 .495 1 : 20000 427 1 :25000 307 マウス抗HBsAgのカルボキシル磁性粒子への結合は実施例30と同様であっ た。
黒の96ウエルのミクロ滴定板(Dynatech)のウェルに、0.25%w  / vの3.2Mm7ウス抗HBsAg被覆カルボキシル磁性粒子20tt1 .を2列に加えた。磁性粒子を含むウェルに、種々の量のHBsAgを含有する 無処理血漿又はHBsAg陰性血漿100tIffiを加えた。37℃にて30 分間インキュベージジンした後、磁気分離機により粒子を2分間分離し、塩類と 界面活性剤とを含有する洗浄用緩衝液100μ!で1回洗った。粒子を含む各ウ ェルに、塩類、タンパク質安定化剤、グリセロール、界面活性剤及び抗菌剤を含 有する希釈液中のマウス抗HBsAg−B−ガラタトシダーゼ結合体20μ2を 加えた。37°Cにて15分間インキュベーションの後、粒子を分離し上記のよ うにして5回洗浄した。粒子を含む各ウェルに、4−メチルウンベリフェリル− B−D−ガラクトピラノシド(MUG、S i gma)を含有する溶液50μ Eを加えた。板を37℃でインキュベートし、螢光強度を、励起側3651 m 及び螢光側450nmのフィルターを備えた螢光濃度分析機(FCA、pand ex)により5分間隔で10倍利得に設定して測定した。5分間隔での螢光強度 の増大を任意に定めた螢光単位(AFU)にて記録し、表■に示した。
1.0 1149 0.5 455 0.25 218 0.125 118 陰性 14 HTLV−I I IB/H−9細胞(Ga I I o株)からのHTV−1 抗原を、実施例34の記載と同様の手順により3.6μmのカルボキシル磁性粒 子に結合させた。
96ウエルのミクロ滴定板のウェルに、0.25%W / VのHIV被覆磁性 粒子20μβを2列に加えた。粒子を含むウェルに、リン酸緩衝液、タンパク質 安定化剤、界面活性剤及び抗菌剤を含有する標本希釈緩衝液(SDB)に1 :  100に希釈した陽性、境界及び陰性の各標本50μ2を加えた。37°Cに て30分間のインキュベーションの後、磁気分離機により2分間粒子を分離しそ して塩類と界面活性剤とを含有する洗浄用緩衝液100μ!で3回洗浄した。粒 子を含む各ウェルに、塩類、タンパク質安定化剤、グリセロール、界面活性剤お よび抗菌剤を含有する希釈液中のヤギ抗ヒト−B−ガラクトシダーゼ(約0.5 μg/d)結合体50μlを加えた。37°Cにて15分間インキュベーション した後、上記のようにして粒子を4回洗浄した。粒子を黒のミクロ滴定板(Dy natech)に移した。粒子を含む各ウェルに、4−メチルウンベリフェリル −B−D−ガラクトピラノシド(MUG、S i gma)を含有する溶液10 0μ2を加えた。板を37°Cにてインキュベートし、螢光強度を、励起側36 5nm及び螢光側450nmのフィルターを備えた螢光濃度分析機(FCA、P andex)を用いて5分間隔で25倍利得に設定して測定した。5分間隔での 螢光強度の増大を任意に定めた螢光単位(AFU)にて記録し表■に示、した。
表■ 抗HIV AFU(5分) 標本 2個のウェルの平均値 陽性対照 9462 境界標本 527 陰性対照 86 実施例7の記載に従って調製した4、3μmのカルボキシル磁性粒子を、リン酸 緩衝食塩水(PBS、pH7,7)で洗浄し超音波処理し、70%エタノールで 10分間滅菌し、PBSで3回洗浄し、0゜5■/dのアフィニティ精製ヒツジ 抗マウスイムノグロブリン抗体(SAM)とともに3.3■抗体7100■粒子 の比率で4°Cにて48時間インキュベートした。使用前に、抗体被覆磁性粒子 をPBSで洗浄し、PBS中に所望の濃度に再懸濁させた。
ヒト組織培養cALLa陽性NALM−16白血病細胞をPBSで洗い懸濁させ た。一部は抗体による処理をしなかった(−MoAb)。他の部分を2つの抗C Dl0モノクローナル抗体及び1つの抗CD9モノクローナル抗体で4℃にて3 0分間処理しく+M o Ab)、PBSで洗い、PBSにて3.5X10b個 /dに調整した、一方には抗体処理細胞(+MoAb)を含み他方には無処理細 胞(−MoAb)を含む2本の試験管に、SAM被Nfli性粒子を開始時の細 胞に対する粒子の比率が45となるように加えた。管を4°Cにて30分間回転 した。粒子を磁気分離機で分離した。上澄を回収し遠心して残存細胞を回収した 。ベレ7)を100μrのトリバンブルーに再懸濁させて全細胞数を数えた。結 果を表■に示した。
表■ 粒子/細胞比 +/−MoAb細胞 回収細胞 消耗%0 +7.62X10’  0 (対照)45 + 2.89x10’ 96.245 7.33X]、0 ’ 4.6 !lL3ユ 576戚の脱イオン水、9dのスチレン及び、実施例1の記載に従って調製した 3、0%w/vの磁性金属酸化物288afを含有する混合物を密封した瓶に加 えた。瓶を吸引して約6Orpmで65±4℃のオーブン中1時間回転した。混 合物に、18gの過硫酸カリウム及び5%w / vの4.0μm螢光ナイル赤 ポリスチレン粒子712dを加えた。瓶を再び密封し、吸引して1時間回転し、 そして2.0%のドデシル硫酸ナトリウム45mを加えた。更に5時間経過の後 、9dのスチレン及び9gの過硫酸カリウムを混合物に加えた。混合物を更に1 5時間回転し、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離し、そして上澄 が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。得られた螢光磁性粒子を脱イオン 水に懸濁して1580−とじ、約11.0%の磁性金属酸化物含量を有し4.4 μmの平均サイズを有する3、0%w / v懸濁液を得た。
丈施斑−↓■ 実施例39の記載に従って調製した3、0%w / vの螢光ナイル赤磁性粒子 1.58042を、1..23gのドデシル硫゛酸ナトリウム、17.50gの 過硫酸カリウム及び、4.8dのメタノール中に1.2−のウンデシレン酸と0 .024−のジビニルベンゼンとを含有する溶液の添加によりカルボキシル化し た。混合物を密封した瓶に加え、吸引して約60 r p mで55〜65°C のオーブン中5時間回転した。得られた螢光ナイル赤カルボキシル磁性粒子を磁 気的に分離し、そして上澄が透明になるまで脱イオン水で数回洗浄し2だ。螢光 ナイル赤カルボキシル磁性粒子を脱イオン水に懸濁させて850dとし約11. 0%の磁性金属酸化物含量を存し4.4μmの平均サイズを有する5、0%w  / v懸濁液を得た。
丈廉鋏−41− 11.28%w / vの2.24μmポリスチレン粒子12.4m、実施例5 の記載に従って調製した2、78%w / vの金属酸化物65d、75mの脱 イオン水及び、6.75mのスチレン中に0゜18gの過酸化ベンゾイルと7■ のナイル赤と0.75dのジビニルベンゼンとを含む溶液を含有する混合物を密 封した瓶に加えた。
瓶を吸引して約6Orpmで60〜70°Cのオーブン巾約15時間回転した。
混合物を、2層にしたチーズクロスで濾過し、磁気的に分離し、そして上澄が透 明になるまで脱イオン水で数回洗浄した。
得られた螢光架橋磁性粒子を脱イオン水に懸濁させて170dとし、約16.5 %w / vの金属酸化物含量を有し4. 0層mの平均サイズを有する5、4 %w / vの懸濁液を得た。
l施±−土l 螢光及び無螢光カルボキシル磁性粒子(はぼ同じ金属酸化物含量を有する)への ヤギ抗HBsAgの結合は実施例30と同様であった。
黒の96ウエルのミクロ滴定板(Pandex(登録商標)〕のウウニに、4. 0μmの、ヤギ抗HBsAgを被覆した螢光及び無螢光カルボキシル磁性粒子の 完全な混合物(比率1:1)、濃度0、】25%w / v 、の20μlを加 えた。磁性粒子を含むウェルに、種々の量のHBsAgを含む無処理血漿又はH BsAg陰性血漿の100μlを加えた。37°Cにて30分間インキュベーシ ョンした後、粒子を磁気分離機により分離し100μ2の洗浄用緩衝液で2回洗 浄した。粒子を含む各ウェルに希釈緩衝液中のマウス抗HBsAgとB−ガラク トシダーゼとの結合体20μEを加えた。37℃で15分間のインキュベーショ ンの後、粒子を分離し上記のよう慨螢光カルボキシル拵性粒子を同時にア、・7 セイ乙こおいて使用t7たDIにして6回洗浄した。粒子を含むウェルに、4− メチルウンベリフェリル−B−D−ガラクトピラノシド(MtJG、Sigma )を含有する溶液50μlを加えた。板を37°Cでインキュベートし、螢光強 度を、励起側525nm及び螢光側580nmのフィルター(チャンネルC1対 照チャンネル)を備えた螢光濃度分析機(FCA、Pandex (登録商標) 〕を用い、8分間隔で25倍利得に設定して測定した。チャンネルCの螢光強度 を任意に定めた螢光単位(AFU)で記録し表(1)に示した。結果は、螢光磁 性粒子が空のウェルを検出し、また平均螢光強度に満たないウェルをも表示して いることを示している。これはピペット操作の誤りかアッセイ中の粒子の損失に よるものである。
12空 4832−4900 4867*17ウエルの平均AFU 31480 に対しけ1個のウェルのAFUが19458であることは、当該ウェルの粒子の 損失又はアンセイ当初に少ない数の粒子しか放出されなかったことを示す。
菅111璽^ 4 外は、実施例42の記載と同じ手順に従った。螢光強度はチャンネl 厘シー  − FIG、 2 FIG、 3a FIG、 3b 要 余り 書 本発明は、磁気応答性の金属酸化物を含有するポリマー層で均一に被覆されたポ リマーコア粒子よりなる、磁気応答性の螢光ポリマー粒子を製造するための新規 の方法を提供する。1乃至100μmの範囲のサイズの広範な種類のポリマー粒 子をコア粒子として使用して磁気応答性ポリマー粒子に変化させることができる 。これらの磁気応答性ポリマー粒子の表面は、官能基を有する別のポリマー層で 更に被覆することができる。これらの磁気応答性螢光ポリマー粒子は、抗原、抗 体、酵素又はDNA/RNAハイブリッド等の生物学的材料を受動的又は共有結 合により結合させるのに使用することができ、種々のタイプのイムノアッセイ、 DNA/RNAハイブリッド化ブローブアンセイ、アフィニティー精製、細胞分 離その他の医学的2診断的及び産業上の用途のための固相として使用することが できる。
国際調査報告

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって、 (a)モノマーを吸着し得る内側螢光コアポリマー粒子と磁気応答性金属酸化物 及びポリマーの組合せとからなり、該ポリマーは前記内側コアポリマー粒子に吸 着され得るモノマーよりなるものであり、 (b)前記金属酸化物及びポリマーの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆し ており、そして、 (c)前記磁性粒子が、均一なサイズ分布と均一な磁性含量とを有し溶液中で単 分散性のものであることを特徴とする粒子。
  2. 2.該螢光コア被覆粒子が螢光染料を組み込んだポリスチレン又は架橋ポリスチ レンよりなるものである、請求項1に記載の粒子。
  3. 3.前記磁性応答性金属酸化物及びポリマーの組合せに係るポリマーが、ポリス チレン,架橋ポリスチレン又は官能基を有するポリスチレンよりなる群より選ば れるものである、請求項1に記載の粒子。
  4. 4.均一サイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって、 (a)モノマーを吸着し得る内側螢光コアポリマー粒子と磁気応答性金属酸化物 及びポリマーの組合せとからなり、該ポリマーは前記内側コアポリマー粒子に吸 着され得るモノマーよりなるものであり、 (b)前記金属酸化物及びポリマーの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆し ており、 (c)前記磁気応答性金属酸化物及びポリマーの組合せを被覆する外側ポリマー を有し、そして (d)前記磁性粒子が、均一なサイズ分布と均一な磁性含量とを有し溶液中で単 分散性のものであることを特徴とする粒子。
  5. 5.前記螢光コアポリマー粒子が螢光染料を組み込んだポリスチレン,架橋ポリ スチレン又は官能基を有するポリスチレンよりなるものである、請求項4に記載 の粒子。
  6. 6.前記磁気応答性金属酸化物及びポリマーの組合せに係るポリマーが、ポリス チレン,架橋ポリスチレン又は官能基を有するポリスチレンよりなる群より選ば れるものである、請求項4に記載の粒子。
  7. 7.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって、 (a)モノマーを吸着し得る内側螢光コアポリマー粒子と磁気応答性金属酸化物 及びポリマーの組合せとからなり、該ポリマーは前記内側コアポリマー粒子に吸 着され得るモノマーよりなるものであり、 (b)前記金属酸化物及びポリマーの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆し ており、 (c)前記磁気応答性金属酸化物及びポリマーの組合せを被覆する外側ポリマー を有し、 (d)前記外側ポリマー被覆を覆う官能基を有するポリマー層を有し、そして、 (e)前記磁性粒子が、均一なサイズ分布と均一な磁性含量とを有し溶液中で単 分散性のものであることを特徴とする粒子。
  8. 8.前記螢光コアポリマー粒子が、螢光染料を組み込んだポリスチレン又は架橋 ポリスチレンよりなるものである、請求項7に記載の粒子。
  9. 9.前記官能基を有するポリマーが、生物学的材料と結合するためのカルボキシ ル,アミノ又はヒドロキシル官能基を提供する物質群より選ばれるものである、 請求項7に記載の粒子。
  10. 10.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって 、 (a)モノマーを吸着し得る内側螢光コアポリマー粒子と磁気応答性金属酸化物 及びポリマーの組合せとからなり、該ポリマーは前記内側コアポリマー粒子に吸 着され得るモノマーよりなるものであり、 (b)前記金属酸化物とポリマーとの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆し ており、そして、 (c)前記金属酸化物及びポリマーの組合せを覆う官能基を有するポリマーの層 を有し、前記磁性粒子が均一なサイズ分布と均一な磁性含量を有し溶液中で単分 散性のものであることを特徴とする粒子。
  11. 11.前記螢光コアポリマー粒子が螢光染料を組み込んだポリスチレン又は架橋 ポリスチレンよりなるものである、請求項10に記載の粒子。
  12. 12.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって 、 (a)モノマーを吸着し得る内側螢光コアポリマー粒子と、(b)磁気応答性金 属酸化物及びポリマーの組合せとからなり、該ポリマーは前記内側コアポリマー 粒子に吸着され得るモノマーよりなるものであって1の螢光染料又は螢光染料の 組合せを含有しており、 (c)前記金属酸化物及びポリマーの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆し ており、 (d)前記磁性粒子が、均一なサイズ分布と均一な磁性含量とを有し溶液中で単 分散性のものであることを特徴とする粒子。
  13. 13.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子の製造方 法であって、 (a)螢光コアポリマー粒子を磁気応答性金属酸化物及びポリマーの組合せで均 一に被覆することよりなり、(b)前記ポリマーが前記内側コアポリマー粒子に 吸着され得るモノマーよりなるものであることを特徴とする方法。
  14. 14.前記磁気応答性金属酸化物が、超常磁性、常磁性又は強磁性金属酸化物よ りなる群より選ばれるものである、請求項13に記載の方法。
  15. 15.前記磁気応答性金属酸化物及びポリマーの組合せに係るポリマーが、ポリ スチレン,架橋ポリスチレン又は官能基を有するポリスチレンよりなる群より選 ばれるものである、請求項13に記載の方法。
  16. 16.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子の製造方 法であって、 (a)螢光コアポリマー粒子を、磁気応答性金属酸化物と、前記内側コアポリマ ー粒子に吸着し得るモノマーよりなり且つ1の螢光染料又は螢光染料の組合せを 含有するポリマーとの組合せで均一に被覆し、そして、 (b)前記磁気応答性金属酸化物とポリマーとの組合せをポリマーで被覆するこ とよりなる方法。
  17. 17.前記外側のポリマー被覆が、ポリスチレン,架構ポリスチレン又は官能基 を有するポリスチレンよりなる群より選ばれるものである、請求項16に記載の 方法。
  18. 18.均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子の製造方 法であって、 (a)螢光コアポリマー粒子を、磁気応答性金属酸化物と、前記内側コアポリマ ー粒子に吸着し得るモノマーよりなるポリマーとの組合せで均一に被覆し、そし て、 (b)前記磁気応答性金属酸化物とポリマーとの組合せをポリマーで被覆するこ とよりなる方法。
  19. 19.分析物の存在又は濃度を測定するための方法であって、(a)螢光磁性粒 子であって、該螢光磁性粒子に担持された前記分析物に特異的なリガンドを有す るものを、液体標本と接触させて懸濁液を形成し、 (b)十分な量の分析物が前記特異的リガンドと反応するまで前記懸濁液をイン キュベートし、 (c)前記磁性粒子を前記懸濁液から分離し、(d)前記分析物に特異的な第2 の標識されたリガンドを前記の分離した磁性粒子に加え、 (e)十分な量の分析物が、前記分析物に特異的な前記第2の標識されたリガン ドと反応するまで該懸濁液をインキュベートし(f)前記磁性粒子を前記懸濁液 から分離し、(g)前記磁性粒子上の複合体形成を前記標識により検出又は測定 し、そして〜 (h)標識されたリガンドの測定量と対照サンプルの分析物の測定量とを関係づ けることよりなり、前記螢光磁性粒子が前記工程の間存在する粒子の数をモニタ ーするために用いられるものである方法。
  20. 20.前記螢光材料が、ナイル赤,クマリン6,クマリン4,ローダミンB,ナ イル青,オキサジン725,オキサジン750又はこれらの螢光材料の1又は2 以上の混合物よりなる群より選ばれるものである、請求項19に記載の方法。
  21. 21.前記粒子の数が、前記粒子を前記液体標本に接触させるに先立ち螢光粒子 の螢光強度を測定することにより、及び前記螢光磁性粒子に結合した標識された リガンドの量を測定した後に螢光粒子の螢光強度を測定することにより、モニタ ーされるものである、請求項19に記載の方法。
  22. 22.核酸標的分子中の特定の核酸配列の存在又は濃度を測定するための方法で あって、 (a)螢光磁性粒子であって該螢光磁性粒子に担持された前記標的分子の前記核 酸配列に相補的な核酸を有するものを、液体標本と接触させて懸濁液を形成し、 (b)ハイブリッド化条件下にハイブリッド化を起こさせるに十分な時間前記懸 濁液をインキュベートし、(c)前記螢光磁性粒子を前記懸濁液から分離し、( d)前記標的分子の前記核酸配列に相補的な第2の標識された核酸配列を加え、 (e)ハイブリッド化条件下にハイブリッド化を起こさせるに十分な時間前記懸 濁液をインキュベートし、(f)前記螢光磁性粒子を前記懸濁液から分離し、そ して、(g)前記磁性粒子上の複合体の形成を前記標識により測定することより なり、前記螢光磁性粒子が前記工程の間存在する粒子の数をモニターするために 用いられるものである方法。
  23. 23.前記粒子の数が、前記粒子を前記液体標本に接触させるに先立ち螢光粒子 の螢光強度を測定することにより、及び前記螢光磁性粒子に結合した標識された リガンドの量を測定した後に螢光粒子の螢光強度を測定することにより、モニタ ーされるものである、請求項22に記載の方法。
  24. 24.核酸標的分子中の特定の核酸配列の存在又は濃度を測定するための方法で あって、 (a)均一なサイズ分布と磁性含量とを有する単分散性の螢光磁性粒子であって 、 (i)モノマーを吸着し得る内側コアポリマー粒子と磁気応答性金属酸化物及び ポリマーの組合せとからなり、該ポリマーが前記内側コアポリマー粒子に吸着さ れ得るモノマーよりなり且つ1の螢光染料又は螢光染料の組合せを含有するもの である粒子であり、 (b)前記金属酸化物及びポリマーの組合せは前記内側コア粒子を均一に被覆す るものであり、 (c)前記磁性粒子は、均一なサイズ分布と均一な磁性含量を有し溶液中で単分 散性のものであり、そして、(d)前記螢光磁性粒子に担持された前記標的分子 の前記核酸配列に相補的な核酸を有するものを、 液体標本と接触させて懸濁液を形成することよりなる方法。
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