JPH1087711A - 磁性ポリマー粒子の製造方法 - Google Patents
磁性ポリマー粒子の製造方法Info
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- JPH1087711A JPH1087711A JP8269359A JP26935996A JPH1087711A JP H1087711 A JPH1087711 A JP H1087711A JP 8269359 A JP8269359 A JP 8269359A JP 26935996 A JP26935996 A JP 26935996A JP H1087711 A JPH1087711 A JP H1087711A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒子の表面に有用なカルボキシル基が多く存
在し、表面荷電量が大きい磁性ポリマー粒子を得る。 【構成】 不飽和カルボン酸１〜２０重量％を含むラジ
カル重合性ビニル単量体１００重量部と磁性体５〜２０
０重量部を混合し、水中に分散した後、油溶性開始剤で
重合して得られる粒子を、有機性塩基およびまたは水溶
性溶剤で処理することを特徴とする磁性ポリマー粒子の
製造方法。
在し、表面荷電量が大きい磁性ポリマー粒子を得る。 【構成】 不飽和カルボン酸１〜２０重量％を含むラジ
カル重合性ビニル単量体１００重量部と磁性体５〜２０
０重量部を混合し、水中に分散した後、油溶性開始剤で
重合して得られる粒子を、有機性塩基およびまたは水溶
性溶剤で処理することを特徴とする磁性ポリマー粒子の
製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性ポリマー粒子
に関し、さらに詳しくは、診断薬担体、細菌分離単体、
細胞培養担体、核酸分離精製担体、蛋白分離精製担体、
固定化酵素担体、ドラッグデリバリー担体、磁性トナ
ー、磁性インク、磁性塗料などに有用な磁性ポリマー粒
子であって、粒子の表面に有用なカルボキシル基が多く
存在し、表面荷電量が大きい粒子に関する。
に関し、さらに詳しくは、診断薬担体、細菌分離単体、
細胞培養担体、核酸分離精製担体、蛋白分離精製担体、
固定化酵素担体、ドラッグデリバリー担体、磁性トナ
ー、磁性インク、磁性塗料などに有用な磁性ポリマー粒
子であって、粒子の表面に有用なカルボキシル基が多く
存在し、表面荷電量が大きい粒子に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性体含有ポリマー粒子は、磁力により
容易に捕集される特性に着目され、主に医学・生化学分
野において、診断薬担体、細菌あるいは細胞分離担体、
核酸あるいは蛋白分離・精製担体、ドラッグデリバリー
担体、酵素反応担体、細胞培養担体等としての優れた実
効作用が期待されている。磁性体含有ポリマー粒子の合
成法として、従来知られている代表的な方法を挙げる
と、次のようなものがある。まず、磁性体がポリマー粒
子内部に存在するタイプについては、親油化処理した磁
性体を重合性モノマー中に分散し、これを懸濁重合する
方法（特開昭５９−２２１３０２号公報参照）、同じく
親油化処理した磁性体を重合性モノマー中に分散し、ホ
モジナイザーで水中に均質化して重合することにより、
比較的小粒子径の磁性粒子を得る方法（特公平４−３０
８８号公報参照）、あるいは特定の官能基を有する多孔
ポリマー粒子の存在下で、鉄化合物を析出させたのち酸
化することにより、多孔ポリマー粒子内部に磁性体を入
り込ませ、大粒径かつ均一径の磁性粒子を得る方法（特
公平５−１０８０８号公報参照）等が知られている。一
方、磁性体がポリマー粒子表面に存在するタイプについ
ては、ポリマー粒子エマルジョン中で鉄化合物を析出さ
せたのち、ポリマー粒子表面をフェライト化する方法
（特開平３−１１５８６２号公報あるいは特開平５−１
３８００９号公報参照）が知られている。しかしなが
ら、これら従来の合成法により得られた磁性体含有ポリ
マー粒子を診断薬担体等に用いると、磁性体が表面に存
在するタイプの粒子では磁性体の強い悪影響が現れた。
また、磁性体がポリマー粒子内部に存在するタイプの粒
子の場合でも、感度が大幅に低下したり、非特異的反応
を示したりして、十分な実用性能が得られなかった。こ
れは、従来の非磁性の乳化重合による粒子と比べて、懸
濁重合で合成された磁性体粒子の表面に抗体が吸着ある
いは化学結合するためのカルボキシル基が少ないためと
考えられた。非磁性のポリマー粒子の合成においては、
同一のモノマー組成、同一粒径であっても、懸濁重合で
の粒子は乳化重合による粒子より大幅に表面荷電量が少
ない。これは、乳化重合は重合初期にミセルから形成さ
れた微小粒子や水中の水溶性オリゴマーが集合して核に
なってモノマーを吸収して肥大化するという粒子形成機
構であるため、親水性の高い成分が粒子の表面に集合す
るのに対し、懸濁重合では基本的には当初のモノマー滴
がそのまま重合して粒子になるとの機構であるためカル
ボキシル基が粒子内部に存在する量が多いためとされ
る。一方、磁性粒子を乳化重合で合成することが知られ
ている（特公平３−５７９２１）。しかし、この乳化重
合による粒子は小粒径に限られ、磁気沈降が容易にでき
る１μｍ程度以上の粒子径を得ることはきわめて困難で
ある。このように、従来の方法は、大粒径で、表面荷電
量の高い磁性粒子を容易に合成することができなかっ
た。
容易に捕集される特性に着目され、主に医学・生化学分
野において、診断薬担体、細菌あるいは細胞分離担体、
核酸あるいは蛋白分離・精製担体、ドラッグデリバリー
担体、酵素反応担体、細胞培養担体等としての優れた実
効作用が期待されている。磁性体含有ポリマー粒子の合
成法として、従来知られている代表的な方法を挙げる
と、次のようなものがある。まず、磁性体がポリマー粒
子内部に存在するタイプについては、親油化処理した磁
性体を重合性モノマー中に分散し、これを懸濁重合する
方法（特開昭５９−２２１３０２号公報参照）、同じく
親油化処理した磁性体を重合性モノマー中に分散し、ホ
モジナイザーで水中に均質化して重合することにより、
比較的小粒子径の磁性粒子を得る方法（特公平４−３０
８８号公報参照）、あるいは特定の官能基を有する多孔
ポリマー粒子の存在下で、鉄化合物を析出させたのち酸
化することにより、多孔ポリマー粒子内部に磁性体を入
り込ませ、大粒径かつ均一径の磁性粒子を得る方法（特
公平５−１０８０８号公報参照）等が知られている。一
方、磁性体がポリマー粒子表面に存在するタイプについ
ては、ポリマー粒子エマルジョン中で鉄化合物を析出さ
せたのち、ポリマー粒子表面をフェライト化する方法
（特開平３−１１５８６２号公報あるいは特開平５−１
３８００９号公報参照）が知られている。しかしなが
ら、これら従来の合成法により得られた磁性体含有ポリ
マー粒子を診断薬担体等に用いると、磁性体が表面に存
在するタイプの粒子では磁性体の強い悪影響が現れた。
また、磁性体がポリマー粒子内部に存在するタイプの粒
子の場合でも、感度が大幅に低下したり、非特異的反応
を示したりして、十分な実用性能が得られなかった。こ
れは、従来の非磁性の乳化重合による粒子と比べて、懸
濁重合で合成された磁性体粒子の表面に抗体が吸着ある
いは化学結合するためのカルボキシル基が少ないためと
考えられた。非磁性のポリマー粒子の合成においては、
同一のモノマー組成、同一粒径であっても、懸濁重合で
の粒子は乳化重合による粒子より大幅に表面荷電量が少
ない。これは、乳化重合は重合初期にミセルから形成さ
れた微小粒子や水中の水溶性オリゴマーが集合して核に
なってモノマーを吸収して肥大化するという粒子形成機
構であるため、親水性の高い成分が粒子の表面に集合す
るのに対し、懸濁重合では基本的には当初のモノマー滴
がそのまま重合して粒子になるとの機構であるためカル
ボキシル基が粒子内部に存在する量が多いためとされ
る。一方、磁性粒子を乳化重合で合成することが知られ
ている（特公平３−５７９２１）。しかし、この乳化重
合による粒子は小粒径に限られ、磁気沈降が容易にでき
る１μｍ程度以上の粒子径を得ることはきわめて困難で
ある。このように、従来の方法は、大粒径で、表面荷電
量の高い磁性粒子を容易に合成することができなかっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を解決すべき鋭意検討した結果なされたも
のであり、その課題は、粒子内部に磁性体を含有するタ
イプで懸濁重合による磁性粒子の表面のカルボキシル基
を増加させることにある。
従来の問題点を解決すべき鋭意検討した結果なされたも
のであり、その課題は、粒子内部に磁性体を含有するタ
イプで懸濁重合による磁性粒子の表面のカルボキシル基
を増加させることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和カルボ
ン酸１〜２０重量％を含むラジカル重合性ビニル単量体
１００重量部と磁性体５〜２００重量部を混合し、水中
に分散した後、油溶性開始剤で重合して得られる粒子
を、有機性塩基およびまたは水溶性溶剤で処理すること
を特徴とする磁性ポリマー粒子の製造方法を提供するも
のである。
ン酸１〜２０重量％を含むラジカル重合性ビニル単量体
１００重量部と磁性体５〜２００重量部を混合し、水中
に分散した後、油溶性開始剤で重合して得られる粒子
を、有機性塩基およびまたは水溶性溶剤で処理すること
を特徴とする磁性ポリマー粒子の製造方法を提供するも
のである。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用するラジカル重合性ビニル単量体としては、例え
ば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロ
トン酸等の不飽和カルボン酸；スチレン、α−メチルス
チレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ
−ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル
化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ
−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）
アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−
ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリ
レート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アク
リレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリ
レート等の（メタ）アクリレート；（メタ）アクリロニ
トリル、シアン化ビニルデン等のシアン化ビニル化合
物；塩化ビニル、塩化ビニリデン、ふっ化ビニル、ふっ
化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等のハロゲン化
ビニル化合物；等を挙げることができる。本発明におい
て、ラジカル重合性ビニル系単量体の１〜２０重量％、
好ましくは２〜１０重量％は、不飽和カルボン酸であ
る。不飽和カルボン酸が１重量％より少ないと、本発明
での処理を行っても十分な表面荷電量が得られず、ま
た、２０重量％より多いと、重合時の安定性が劣悪にな
るとともに粒子の親水性が強くなりすぎ、診断薬での抗
体吸着性が悪くなる。ラジカル重合性ビニル系単量体の
うち、不飽和カルボン酸と共重合させる他の単量体とし
ては、芳香族ビニル化合物および（メタ）アクリレート
が好ましい。（メタ）アクリレートのうち、好ましいも
のとしては、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメ
タクリレート、フェニルメタクリレートなどが挙げられ
る。不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸以外のラ
ジカル重合性ビニル系単量体は、単独でまたは２種以上
を混合して使用することができる。
使用するラジカル重合性ビニル単量体としては、例え
ば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロ
トン酸等の不飽和カルボン酸；スチレン、α−メチルス
チレン、ｏ−ビニルトルエン、ｍ−ビニルトルエン、ｐ
−ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族ビニル
化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）
アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ
−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）
アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−
ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリ
レート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アク
リレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリ
レート等の（メタ）アクリレート；（メタ）アクリロニ
トリル、シアン化ビニルデン等のシアン化ビニル化合
物；塩化ビニル、塩化ビニリデン、ふっ化ビニル、ふっ
化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等のハロゲン化
ビニル化合物；等を挙げることができる。本発明におい
て、ラジカル重合性ビニル系単量体の１〜２０重量％、
好ましくは２〜１０重量％は、不飽和カルボン酸であ
る。不飽和カルボン酸が１重量％より少ないと、本発明
での処理を行っても十分な表面荷電量が得られず、ま
た、２０重量％より多いと、重合時の安定性が劣悪にな
るとともに粒子の親水性が強くなりすぎ、診断薬での抗
体吸着性が悪くなる。ラジカル重合性ビニル系単量体の
うち、不飽和カルボン酸と共重合させる他の単量体とし
ては、芳香族ビニル化合物および（メタ）アクリレート
が好ましい。（メタ）アクリレートのうち、好ましいも
のとしては、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメ
タクリレート、フェニルメタクリレートなどが挙げられ
る。不飽和カルボン酸および不飽和カルボン酸以外のラ
ジカル重合性ビニル系単量体は、単独でまたは２種以上
を混合して使用することができる。
【０００６】本発明で使用する磁性体としては、酸化鉄
系磁性体が好ましいが、他の金属成分を使用することも
できる。前記酸化鉄系磁性体としては、例えば Ｆｅ3Ｏ
4、γ−Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェ
ライト、ＹＦｅガーネット、ＧａＦｅガーネット、Ｂａ
フェライト、Ｓｒフェライト、窒化鉄等を挙げることが
できる。磁性体の粒子径は小さいほど、ポリマー粒子内
部に均一に分散しやすい点から好ましく、特に粒子径が
２０ｎｍ以下の超常磁性磁性体が好ましい。これら磁性
体は、上記のラジカル重合性ビニル系単量体の一部また
は全部に分散して使用する。本願発明の磁性体は、カッ
プリング剤、石ケンなどの親油化処理剤で処理し、磁性
体表面を油性化することが好ましい。具体的には油性の
磁性流体から取り出した磁性体が良好に使用できる。本
発明において、磁性体の使用量はラジカル重合性ビニル
系単量体１００重量部に対し、５〜２００重量部、好ま
しくは１０〜１００重量部である。磁性体の使用量が５
重量部より少ないと、得られる磁性ポリマー粒子の磁性
が小さく、磁性ポリマー粒子として機能を果たさない。
一方、２００重量部より多いと磁性ポリマー粒子表面へ
の磁性体の露出が避けられず、診断薬担体では露出した
磁性体による悪影響が生じる。
系磁性体が好ましいが、他の金属成分を使用することも
できる。前記酸化鉄系磁性体としては、例えば Ｆｅ3Ｏ
4、γ−Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェ
ライト、ＹＦｅガーネット、ＧａＦｅガーネット、Ｂａ
フェライト、Ｓｒフェライト、窒化鉄等を挙げることが
できる。磁性体の粒子径は小さいほど、ポリマー粒子内
部に均一に分散しやすい点から好ましく、特に粒子径が
２０ｎｍ以下の超常磁性磁性体が好ましい。これら磁性
体は、上記のラジカル重合性ビニル系単量体の一部また
は全部に分散して使用する。本願発明の磁性体は、カッ
プリング剤、石ケンなどの親油化処理剤で処理し、磁性
体表面を油性化することが好ましい。具体的には油性の
磁性流体から取り出した磁性体が良好に使用できる。本
発明において、磁性体の使用量はラジカル重合性ビニル
系単量体１００重量部に対し、５〜２００重量部、好ま
しくは１０〜１００重量部である。磁性体の使用量が５
重量部より少ないと、得られる磁性ポリマー粒子の磁性
が小さく、磁性ポリマー粒子として機能を果たさない。
一方、２００重量部より多いと磁性ポリマー粒子表面へ
の磁性体の露出が避けられず、診断薬担体では露出した
磁性体による悪影響が生じる。
【０００７】本発明において磁性ポリマー粒子は、磁性
体を分散したラジカル重合性ビニル系単量体に油溶性重
合開始剤を添加し、これらを水中に分散して重合を行う
ことにより製造する。磁性体を分散したラジカル重合性
ビニル系単量体を分散するには、ホモミキサー、コロイ
ドミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーな
どが使用できる。本発明において、油溶性開始剤として
は通常のものが使用でき、ベンゾイルペルオキシド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ラウリルペルオキシドなど
が挙げられる。その使用量も通常量で良く、重合条件、
開始剤によって異なるが、ラジカル重合性ビニル単量体
に対し、通常１〜５重量％である。本発明においては、
重合安定剤として、アニオン系界面活性剤、ノニオン系
界面活性剤、水溶性高分子、無機系懸濁保護剤などが使
用できる。これらのうち、幅広い粒子径の粒子を得るこ
とができ、正負いずれの表面荷電の粒子も合成できると
いう点から部分ケン化ポリビニルアルコールが良好に使
用できる。重合安定剤の使用量も通常量であり、一般に
界面活性剤では水に対し通常0.001〜１重量％程度、水
溶性高分子、無機系懸濁保護剤では水に対し通常0.1か
ら５重量％程度である。重合温度と時間には特に制限は
なく、使用するモノマー、重合開始剤に合わせて定めら
れる。通常は重合温度５０ー１００℃、重合時間２ー１
０時間である。
体を分散したラジカル重合性ビニル系単量体に油溶性重
合開始剤を添加し、これらを水中に分散して重合を行う
ことにより製造する。磁性体を分散したラジカル重合性
ビニル系単量体を分散するには、ホモミキサー、コロイ
ドミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーな
どが使用できる。本発明において、油溶性開始剤として
は通常のものが使用でき、ベンゾイルペルオキシド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ラウリルペルオキシドなど
が挙げられる。その使用量も通常量で良く、重合条件、
開始剤によって異なるが、ラジカル重合性ビニル単量体
に対し、通常１〜５重量％である。本発明においては、
重合安定剤として、アニオン系界面活性剤、ノニオン系
界面活性剤、水溶性高分子、無機系懸濁保護剤などが使
用できる。これらのうち、幅広い粒子径の粒子を得るこ
とができ、正負いずれの表面荷電の粒子も合成できると
いう点から部分ケン化ポリビニルアルコールが良好に使
用できる。重合安定剤の使用量も通常量であり、一般に
界面活性剤では水に対し通常0.001〜１重量％程度、水
溶性高分子、無機系懸濁保護剤では水に対し通常0.1か
ら５重量％程度である。重合温度と時間には特に制限は
なく、使用するモノマー、重合開始剤に合わせて定めら
れる。通常は重合温度５０ー１００℃、重合時間２ー１
０時間である。
【０００８】本発明では、上記のように重合して得られ
た磁性ポリマー粒子を、さらに有機性塩基及びまたは水
溶性溶剤で処理する。本発明において有機性塩基とは、
アンモニアおよび、エタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリメチルアミン等の有機アミン化合物であ
る。本発明において、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどの無機系の固定塩基では、磁性ポリマー粒子内部
への浸透性が不足し、本発明の効果がない。本発明にお
いて水溶性溶剤とは、水に溶解し、かつポリマーに親和
性を有する有機溶剤であり、具体例としては、アセト
ン、メルカプトエタノール、エリトリトール、ジチオエ
リトリトール、酢酸エチル、ブチルカルビトールアセテ
ート、フェニルセロソルブなどが挙げられる。ここで、
有機溶剤の水への溶解度が２５℃において１重量％以下
であると本発明の効果が期待できない。本発明において
は、磁性ポリマー粒子の水系分散液に有機性塩基および
／または水溶性溶剤を添加して処理を行う。本発明にお
いて、有機性塩基の使用量は、通常、磁性ポリマー粒子
の水系分散液の0.1〜２０容量％、水溶性溶剤の使用料
は、通常、磁性ポリマー粒子の水系分散液の１〜９５容
量％である。この際、磁性ポリマー粒子の水系分散液の
ｐＨはｐＨ９以上である必要があり、好ましくはｐＨ１
１以上である。処理温度にはとくに制限はないが、５０
℃〜８０℃程度に加温することが好ましい。処理時間に
は制限はないが、通常１〜４０時間である。処理の際の
磁性ポリマー粒子の濃度は特に制限はないが、通常、
０.１〜２０重量％である。処理時間中に磁性ポリマー
粒子が沈降する場合は、適度の撹拌を行うことが好まし
い。
た磁性ポリマー粒子を、さらに有機性塩基及びまたは水
溶性溶剤で処理する。本発明において有機性塩基とは、
アンモニアおよび、エタノールアミン、ジエタノールア
ミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリメチルアミン等の有機アミン化合物であ
る。本発明において、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどの無機系の固定塩基では、磁性ポリマー粒子内部
への浸透性が不足し、本発明の効果がない。本発明にお
いて水溶性溶剤とは、水に溶解し、かつポリマーに親和
性を有する有機溶剤であり、具体例としては、アセト
ン、メルカプトエタノール、エリトリトール、ジチオエ
リトリトール、酢酸エチル、ブチルカルビトールアセテ
ート、フェニルセロソルブなどが挙げられる。ここで、
有機溶剤の水への溶解度が２５℃において１重量％以下
であると本発明の効果が期待できない。本発明において
は、磁性ポリマー粒子の水系分散液に有機性塩基および
／または水溶性溶剤を添加して処理を行う。本発明にお
いて、有機性塩基の使用量は、通常、磁性ポリマー粒子
の水系分散液の0.1〜２０容量％、水溶性溶剤の使用料
は、通常、磁性ポリマー粒子の水系分散液の１〜９５容
量％である。この際、磁性ポリマー粒子の水系分散液の
ｐＨはｐＨ９以上である必要があり、好ましくはｐＨ１
１以上である。処理温度にはとくに制限はないが、５０
℃〜８０℃程度に加温することが好ましい。処理時間に
は制限はないが、通常１〜４０時間である。処理の際の
磁性ポリマー粒子の濃度は特に制限はないが、通常、
０.１〜２０重量％である。処理時間中に磁性ポリマー
粒子が沈降する場合は、適度の撹拌を行うことが好まし
い。
【０００９】本発明のように、有機性塩基および／また
は水系分散液で処理を行うことにより、磁性ポリマー粒
子の表面荷電量が大幅に増大する。具体的には、表面荷
電量は、カルボキシル基変性粒子として実用上問題なく
使用できる値である0.05ミリ当量／ｇ程度以上になる。
本発明での表面荷電量は、電導度滴定で磁性ポリマー粒
子の表面に存在する酸を測定して得られる値であり、ミ
リ当量／ｇ（磁性ポリマー粒子1g当たりの粒子表面に存
在するカルボキシル基のミリ当量数）で表す。この測定
法が記載されている文献としては次のものが例示でき
る。 J.Colloid Interface Sci., Vol.176 No.2 P.362-369
(1995) 本発明の方法で得られた磁性ポリマー粒子は、診断薬担
体、細菌分離単体、細胞培養担体、核酸分離精製担体、
蛋白分離精製担体、固定化酵素担体、ドラッグデリバリ
ー担体、磁性トナー、磁性インク、磁性塗料などに使用
することができる。
は水系分散液で処理を行うことにより、磁性ポリマー粒
子の表面荷電量が大幅に増大する。具体的には、表面荷
電量は、カルボキシル基変性粒子として実用上問題なく
使用できる値である0.05ミリ当量／ｇ程度以上になる。
本発明での表面荷電量は、電導度滴定で磁性ポリマー粒
子の表面に存在する酸を測定して得られる値であり、ミ
リ当量／ｇ（磁性ポリマー粒子1g当たりの粒子表面に存
在するカルボキシル基のミリ当量数）で表す。この測定
法が記載されている文献としては次のものが例示でき
る。 J.Colloid Interface Sci., Vol.176 No.2 P.362-369
(1995) 本発明の方法で得られた磁性ポリマー粒子は、診断薬担
体、細菌分離単体、細胞培養担体、核酸分離精製担体、
蛋白分離精製担体、固定化酵素担体、ドラッグデリバリ
ー担体、磁性トナー、磁性インク、磁性塗料などに使用
することができる。
【００１０】以下、実施例を挙げて、本発明をさらに具
体的に説明する。
体的に説明する。
【実施例】本実施例において、粒子の平均粒子径、粒子
径の範囲、表面荷電量は次のように測定した。 表面荷電量： J.Colloid Interface Sci., Vol.176 No.
2 P.362-369 (1995)に記載の方法と同様の条件で測定し
た。 平均粒子径： 電子顕微鏡で粒子の写真を撮り、無作為
に選んだ１００個の粒子の粒子径を測定し、平均値を計
算した 粒子径の範囲：電子顕微鏡で粒子の写真を撮り、無作為
に選んだ１００個の粒子の粒子径を測定し、粒子の粒子
径が最大のものから５番目から最小のものから５番目の
ものまでの範囲で表した 合成例１（ベース磁性粒子の合成） ベースの磁性粒子１を下記の懸濁重合法により合成し
た。市販の油性の磁性流体（タイホー工業■フェリコロイト゛HC
ー50）をアセトンに入れて磁性体を沈殿させたのち乾燥
して、平均粒径１０ｎｍのフェライト系の超常磁性磁性
体を得た。この磁性体３０ｇにスチレン７０ｇ、アクリ
ル酸ブチル２０ｇ、ジビニルベンゼン５ｇ、メタクリル
酸５ｇを加え均一に分散した後、ベンゾイルペルオキシ
ド３ｇを溶解させた。これをポリビニルアルコール（日
本合成化学■コ゛ーセノールGH17）１０ｇを溶解した水１００
０ｍｌに添加し、超音波分散機で５分間の分散を行い液
滴径が０.１〜３μｍの懸濁液を得た。その後、この懸
濁液を窒素雰囲気下、８０℃で６時間の重合を行って、
重合凝固物量２重量％、重合収率９８％でベース磁性粒
子１を得た。得られたベース磁性粒子１の粒子径は平均
径１.７μｍ、粒子径の範囲は約０.３〜５μｍ、熱天秤
でのフェライト含量は２２.１重量％であった。また、
このベース粒子は磁石による磁気沈降性が良好である
が、メタクリル酸を単量体中５重量％と多く使用してい
るにもかかわらず、表面荷電量は0.002ミリ当量／ｇと
少ないものであった。 合成例２および３ 合成例２ではメタクリル酸を１ｇ、スチレンを７４ｇ、
合成例３ではメタクリル酸を２０ｇ、スチレンを５５ｇ
とするほかは合成例１と同様にして、ベース磁性粒子
２、ベース磁性粒子３を得た。ベース磁性粒子２では重
合凝固物量２重量％、重合収率９７％、平均径１.５μ
ｍ、表面荷電量0.002ミリ当量／ｇであった。ベース磁
性粒子３は、重合凝固物量２３重量％、重合収率９８
％、平均径３.５μｍ、表面荷電量0.008ミリ当量／ｇで
あった。ベース磁性粒子３は重合安定性が非常に悪く、
また、大量にメタクリル酸を使用したにもかかわらず表
面荷電量が低いままであった。
径の範囲、表面荷電量は次のように測定した。 表面荷電量： J.Colloid Interface Sci., Vol.176 No.
2 P.362-369 (1995)に記載の方法と同様の条件で測定し
た。 平均粒子径： 電子顕微鏡で粒子の写真を撮り、無作為
に選んだ１００個の粒子の粒子径を測定し、平均値を計
算した 粒子径の範囲：電子顕微鏡で粒子の写真を撮り、無作為
に選んだ１００個の粒子の粒子径を測定し、粒子の粒子
径が最大のものから５番目から最小のものから５番目の
ものまでの範囲で表した 合成例１（ベース磁性粒子の合成） ベースの磁性粒子１を下記の懸濁重合法により合成し
た。市販の油性の磁性流体（タイホー工業■フェリコロイト゛HC
ー50）をアセトンに入れて磁性体を沈殿させたのち乾燥
して、平均粒径１０ｎｍのフェライト系の超常磁性磁性
体を得た。この磁性体３０ｇにスチレン７０ｇ、アクリ
ル酸ブチル２０ｇ、ジビニルベンゼン５ｇ、メタクリル
酸５ｇを加え均一に分散した後、ベンゾイルペルオキシ
ド３ｇを溶解させた。これをポリビニルアルコール（日
本合成化学■コ゛ーセノールGH17）１０ｇを溶解した水１００
０ｍｌに添加し、超音波分散機で５分間の分散を行い液
滴径が０.１〜３μｍの懸濁液を得た。その後、この懸
濁液を窒素雰囲気下、８０℃で６時間の重合を行って、
重合凝固物量２重量％、重合収率９８％でベース磁性粒
子１を得た。得られたベース磁性粒子１の粒子径は平均
径１.７μｍ、粒子径の範囲は約０.３〜５μｍ、熱天秤
でのフェライト含量は２２.１重量％であった。また、
このベース粒子は磁石による磁気沈降性が良好である
が、メタクリル酸を単量体中５重量％と多く使用してい
るにもかかわらず、表面荷電量は0.002ミリ当量／ｇと
少ないものであった。 合成例２および３ 合成例２ではメタクリル酸を１ｇ、スチレンを７４ｇ、
合成例３ではメタクリル酸を２０ｇ、スチレンを５５ｇ
とするほかは合成例１と同様にして、ベース磁性粒子
２、ベース磁性粒子３を得た。ベース磁性粒子２では重
合凝固物量２重量％、重合収率９７％、平均径１.５μ
ｍ、表面荷電量0.002ミリ当量／ｇであった。ベース磁
性粒子３は、重合凝固物量２３重量％、重合収率９８
％、平均径３.５μｍ、表面荷電量0.008ミリ当量／ｇで
あった。ベース磁性粒子３は重合安定性が非常に悪く、
また、大量にメタクリル酸を使用したにもかかわらず表
面荷電量が低いままであった。
【００１１】実施例１（磁性粒子の処理） 合成例１のベース磁性粒子１の水分散液１０ｇ（固形分
で１ｇ）に１重量％アンモニア水を１ｇ入れ、分散液の
ｐＨを１２.５とした後、これを密栓して６０℃で１０
時間ゆるく振とうして処理を行った。冷却後、0.5N硫酸
で中和してｐＨ７.５とし、磁性ポリマー粒子を４回水
で洗浄・再分散し、アンモニア処理による実施例１の磁
性粒子を得た。実施例１の粒子は磁性体含量、粒子径、
粒子径分布はベース磁性粒子１と変わりがないが、表面
荷電量は0.125ミリ当量／ｇと大幅に上昇した。 実施例２〜１２および比較例１〜６ 表１に示すベース磁性粒子および処理剤を用いた以外
は、実施例１と同様にして磁性ポリマー粒子を得た。こ
れらの処理において、有機性塩基なしで水溶性溶剤のみ
で処理する場合は、系を0.5Nの水酸化ナトリウムでｐＨ
１２に調整して行った。これらの表面荷電量の結果を表
１に示す。実施例１１は表面荷電量の上昇が見られる
が、ベース磁性粒子の重合時のカルボン酸基含有単量体
が少ないために本発明の処理を行っても表面荷電量の上
昇が少なかった。実施例１２では表面荷電量が上昇した
が、処理後の粒子が多孔性になった。
で１ｇ）に１重量％アンモニア水を１ｇ入れ、分散液の
ｐＨを１２.５とした後、これを密栓して６０℃で１０
時間ゆるく振とうして処理を行った。冷却後、0.5N硫酸
で中和してｐＨ７.５とし、磁性ポリマー粒子を４回水
で洗浄・再分散し、アンモニア処理による実施例１の磁
性粒子を得た。実施例１の粒子は磁性体含量、粒子径、
粒子径分布はベース磁性粒子１と変わりがないが、表面
荷電量は0.125ミリ当量／ｇと大幅に上昇した。 実施例２〜１２および比較例１〜６ 表１に示すベース磁性粒子および処理剤を用いた以外
は、実施例１と同様にして磁性ポリマー粒子を得た。こ
れらの処理において、有機性塩基なしで水溶性溶剤のみ
で処理する場合は、系を0.5Nの水酸化ナトリウムでｐＨ
１２に調整して行った。これらの表面荷電量の結果を表
１に示す。実施例１１は表面荷電量の上昇が見られる
が、ベース磁性粒子の重合時のカルボン酸基含有単量体
が少ないために本発明の処理を行っても表面荷電量の上
昇が少なかった。実施例１２では表面荷電量が上昇した
が、処理後の粒子が多孔性になった。
【００１２】表１
【００１３】応用例 実施例１で得られた磁性ポリマー粒子と、処理前のベー
ス磁性粒子１の診断薬用粒子としての可能性を見るため
に、アビジンを磁性ポリマー粒子のカルボキシル基と化
学結合する操作を行ない、アイソトープでラベルしたビ
オチンを用いて結合量を評価した。操作は次の様に行っ
た。 〔粒子へのアビジンの化学結合〕磁性ポリマー粒子濃度
１０重量％の水分散液１ｍｌにアビジン５００ｐｍｏｌ
と１-エチル、３（３-ジメチルアミノプロピル）カルボ
ジイミド塩酸塩１００ｍｇを加え、６０℃で８時間振と
うして、粒子上にアビジンを化学結合させた。その後、
磁石で粒子を分離し、１ｍｌの生理食塩水で３回洗浄し
た。 〔粒子に結合したアビジン量の測定〕アビジンが結合し
た磁性ポリマー粒子濃度１重量％の粒子分散液１００μ
ｌ×５本に、末端がビオチンで修飾され、もう一方の末
端が32Ｐでラベルされた合成ＤＮＡ（塩基数３０）をそ
れぞれ１０、１００、２００、４００、８００ｐｍｏｌ
を添加し、反応系の濃度が１.５Ｍ／Ｌになるように５
Ｍ／ＬのＮａＣｌ水溶液を加え、室温で２０分間粒子に
結合しているアビジンとビオチンの結合反応をさせた。
その後、磁石で磁性ポリマー粒子を分離除去して、磁性
ポリマー粒子に結合したビオチンを系から除いた。反応
前後のＲＩカウントから反応したビオチン量を算出し、
飽和反応量から磁性ポリマー粒子上に結合されてたアビ
ジン量を求めた。同様に、実施例１で得られた磁性ポリ
マー粒子の代わりに、合成例１で得られたベース磁性粒
子を用いた他は、上記と同様にして粒子にアビジンを結
合し、アビジン量を測定した。その結果、実施例１の処
理前のベース磁性粒子のアビジン結合量は粒子１ｍｇ当
たり５ｐｍｏｌであったのに対し、本発明の処理を行っ
た実施例１の粒子は粒子１ｍｇ当たり２５０ｐｍｏｌと
大幅に増加していた。
ス磁性粒子１の診断薬用粒子としての可能性を見るため
に、アビジンを磁性ポリマー粒子のカルボキシル基と化
学結合する操作を行ない、アイソトープでラベルしたビ
オチンを用いて結合量を評価した。操作は次の様に行っ
た。 〔粒子へのアビジンの化学結合〕磁性ポリマー粒子濃度
１０重量％の水分散液１ｍｌにアビジン５００ｐｍｏｌ
と１-エチル、３（３-ジメチルアミノプロピル）カルボ
ジイミド塩酸塩１００ｍｇを加え、６０℃で８時間振と
うして、粒子上にアビジンを化学結合させた。その後、
磁石で粒子を分離し、１ｍｌの生理食塩水で３回洗浄し
た。 〔粒子に結合したアビジン量の測定〕アビジンが結合し
た磁性ポリマー粒子濃度１重量％の粒子分散液１００μ
ｌ×５本に、末端がビオチンで修飾され、もう一方の末
端が32Ｐでラベルされた合成ＤＮＡ（塩基数３０）をそ
れぞれ１０、１００、２００、４００、８００ｐｍｏｌ
を添加し、反応系の濃度が１.５Ｍ／Ｌになるように５
Ｍ／ＬのＮａＣｌ水溶液を加え、室温で２０分間粒子に
結合しているアビジンとビオチンの結合反応をさせた。
その後、磁石で磁性ポリマー粒子を分離除去して、磁性
ポリマー粒子に結合したビオチンを系から除いた。反応
前後のＲＩカウントから反応したビオチン量を算出し、
飽和反応量から磁性ポリマー粒子上に結合されてたアビ
ジン量を求めた。同様に、実施例１で得られた磁性ポリ
マー粒子の代わりに、合成例１で得られたベース磁性粒
子を用いた他は、上記と同様にして粒子にアビジンを結
合し、アビジン量を測定した。その結果、実施例１の処
理前のベース磁性粒子のアビジン結合量は粒子１ｍｇ当
たり５ｐｍｏｌであったのに対し、本発明の処理を行っ
た実施例１の粒子は粒子１ｍｇ当たり２５０ｐｍｏｌと
大幅に増加していた。
【００１４】
【発明の効果】本発明の磁性粒子は、従来高い表面荷電
量の粒子を得ることが困難であった懸濁重合による磁性
ポリマー粒子において、重合法を変えずに粒子の後処理
によって実用上問題のないレベルまで表面荷電量を上昇
させることができた。このため、本発明の磁性粒子は表
面が安定かつ親水性で、表面の増強されたカルボキシル
基を利用して抗体蛋白、酵素、核酸プローブ、蛍光色
素、薬剤など各種の機能物質を結合させることができ
る。このため、本発明の磁性粒子は生化学および医学関
連を含む幅広い技術分野において極めて好適に使用する
ことができる。
量の粒子を得ることが困難であった懸濁重合による磁性
ポリマー粒子において、重合法を変えずに粒子の後処理
によって実用上問題のないレベルまで表面荷電量を上昇
させることができた。このため、本発明の磁性粒子は表
面が安定かつ親水性で、表面の増強されたカルボキシル
基を利用して抗体蛋白、酵素、核酸プローブ、蛍光色
素、薬剤など各種の機能物質を結合させることができ
る。このため、本発明の磁性粒子は生化学および医学関
連を含む幅広い技術分野において極めて好適に使用する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｎ 11/00 Ｃ１２Ｎ 11/00 Ｈ０１Ｆ 1/00 Ｈ０１Ｆ 1/00 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 不飽和カルボン酸１〜２０重量％を含む
ラジカル重合性ビニル単量体１００重量部と磁性体５〜
２００重量部を混合し、水中に分散した後、油溶性開始
剤で重合して得られる粒子を、有機性塩基およびまたは
水溶性溶剤で処理することを特徴とする磁性ポリマー粒
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26935996A JP3743072B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 磁性ポリマー粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26935996A JP3743072B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 磁性ポリマー粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1087711A true JPH1087711A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3743072B2 JP3743072B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=17471293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26935996A Expired - Lifetime JP3743072B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | 磁性ポリマー粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3743072B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002017400A (ja) * | 2000-04-13 | 2002-01-22 | Jsr Corp | アミン化合物を固定化した磁性粒子 |
| JP2005017013A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Hitachi Maxell Ltd | 生体物質結合用磁性担体 |
| JP2006307116A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Jsr Corp | 多孔質表面を有する磁性粒子およびその製造方法、生化学用担体、ならびにビオチン類結合用粒子 |
| JP2006307126A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Jsr Corp | 多孔質表面を有する磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体 |
| JP2009518489A (ja) * | 2005-12-09 | 2009-05-07 | キアゲン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 磁性ポリマー粒子 |
| JP2009200186A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Tdk Corp | 焼結磁石の製造方法 |
| US7943695B2 (en) | 2007-01-09 | 2011-05-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Magnetic polymer particle, method of producing the same, and aqueous dispersion, cartridge, and image forming apparatus using the same |
| JP2011112631A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Sysmex Corp | Ｃ型肝炎ウイルスのコア蛋白検出のための試料の前処理方法及び前処理用試薬キット |
| US8349530B2 (en) | 2008-03-21 | 2013-01-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Magnetic polymer particle for developing magnetic latent image, method of producing the same, liquid developer for magnetic latent image, cartridge, and image forming device |
| JP2018090711A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 大日精化工業株式会社 | 架橋アクリル微粒子及びその製造方法 |
| WO2020196786A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 積水化学工業株式会社 | 磁性粒子及び検査薬 |
-
1996
- 1996-09-19 JP JP26935996A patent/JP3743072B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002017400A (ja) * | 2000-04-13 | 2002-01-22 | Jsr Corp | アミン化合物を固定化した磁性粒子 |
| JP2005017013A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Hitachi Maxell Ltd | 生体物質結合用磁性担体 |
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| JP2006307126A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Jsr Corp | 多孔質表面を有する磁性粒子およびその製造方法、ならびに生化学用担体 |
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| US7943695B2 (en) | 2007-01-09 | 2011-05-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Magnetic polymer particle, method of producing the same, and aqueous dispersion, cartridge, and image forming apparatus using the same |
| JP2009200186A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Tdk Corp | 焼結磁石の製造方法 |
| US8349530B2 (en) | 2008-03-21 | 2013-01-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Magnetic polymer particle for developing magnetic latent image, method of producing the same, liquid developer for magnetic latent image, cartridge, and image forming device |
| JP2011112631A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Sysmex Corp | Ｃ型肝炎ウイルスのコア蛋白検出のための試料の前処理方法及び前処理用試薬キット |
| JP2018090711A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 大日精化工業株式会社 | 架橋アクリル微粒子及びその製造方法 |
| WO2020196786A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 積水化学工業株式会社 | 磁性粒子及び検査薬 |
| JPWO2020196786A1 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 |
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