[go: up one dir, main page]

JPWO1987006007A1 - Immobilized physiologically active substances - Google Patents

Immobilized physiologically active substances

Info

Publication number
JPWO1987006007A1
JPWO1987006007A1 JP62-502047A JP50204787A JPWO1987006007A1 JP WO1987006007 A1 JPWO1987006007 A1 JP WO1987006007A1 JP 50204787 A JP50204787 A JP 50204787A JP WO1987006007 A1 JPWO1987006007 A1 JP WO1987006007A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
physiologically active
active substance
immobilized
carrier
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62-502047A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
長岡昭二
藤谷 元
有一 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of JPWO1987006007A1 publication Critical patent/JPWO1987006007A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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。 (57) [Abstract] This publication contains application data prior to electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 固定化生理活性物質 技術分野 本発明は固定化された生理活性物質および該生理活性物質を固定化するための固 定化材に関する。[Detailed Description of the Invention] Immobilized Physiologically Active Substances Technical Field The present invention relates to immobilized physiologically active substances and immobilization materials for immobilizing such physiologically active substances.

背景技術 従来、生理活性物質を固相担体に固定化する研究は数多く知られている。今日、 この研究の主体をなすものは酵素の固定化であるが、その他にも抗原、抗体など 免疫学的反応性物質を固定化した医療用材料あるいは、特定の生理活性物質を吸 着させるためのアフィニティクロマトグラフィー用分離基材、さらには有用な菌 体、細胞などの有形成分を固定化したバイオリアクター、人工臓器などがあげら れる。BACKGROUND ART A great deal of research has been conducted on the immobilization of physiologically active substances onto solid supports. Currently, the majority of this research focuses on the immobilization of enzymes, but other applications include medical materials immobilized with immunologically reactive substances such as antigens and antibodies, affinity chromatography separation substrates for adsorption of specific physiologically active substances, and even bioreactors and artificial organs immobilized with useful formed components such as bacteria and cells.

ここで固定化とは、本来水溶性であるこれら生理活性物質をその機能を損なうこ となく水不溶性にすることであり、これには担体結合法、架橋法、包括法などい ろいろな手法が用いられるが、担体との間に共有結合を介して目的とする生理活 性物質を固定化する担体結合法は結合力が強く離脱しないため最も安定であり報 告例が多い一例をあげるならばアミノ基を有する水不溶性の担体(RNH2>を 希硫酸と亜硝酸ソーダによってジアゾニウム化合物とし、これとタンパク質(た とえばアルブミン)とでジアゾ結合させ固定化する( Chambe l Iら 、Proc、 Nat、 Acad、 Sci、、37.575 (1951) )などである。Here, immobilization refers to the process of rendering these naturally water-soluble physiologically active substances water-insoluble without impairing their functionality. Various methods are used for this, including carrier binding, cross-linking, and entrapment. However, carrier binding, which immobilizes the target physiologically active substance via a covalent bond to the carrier, is the most stable due to its strong binding strength and resistance to release. One commonly reported example is the diazonium compound formed by the reaction of a water-insoluble carrier (RNH2) with dilute sulfuric acid and sodium nitrite, which is then diazotically bonded to a protein (e.g., albumin) to immobilize it (Chamberl et al., Proc. Nat. Acad. Sci. 37:575 (1951)).

一方、近年この担体結合法の改良として、担体と結合すべき生理活性物質との間 にn−アルキル鎖からなる“スペーサー”または“アーム”と呼ばれる直談状構 造を導入することが行なわれている。これは、このような構造を導入することに よって、その先端に固定化された生理活性物質が基質と反応する際の立体障害が 緩和され、その機能が発現しやすくなるなめである。Recently, an improvement to this carrier-binding method has been made by introducing a direct-contact structure called a "spacer" or "arm" consisting of an n-alkyl chain between the carrier and the biologically active substance to be bound. This is because the introduction of such a structure alleviates steric hindrance when the biologically active substance immobilized at the tip reacts with the substrate, making it easier for its function to be expressed.

たとえばKimらは鎖長が2.4.8.10.12のn−アルキル鎖をスペーサ ーとして有するアガロースビーズに抗凝固物質であるヘパリンを固定化し、活性 化部分トロンボプラスチン時間(APTT>で測定したその抗凝固活性がアルキ ル鎖長が長くなるにつれて増大することを見出し、これを“スペーサー効果”と 名づけな(Kimら、Thrombosis Re5earch、26.43  (1982))。For example, Kim et al. immobilized the anticoagulant heparin on agarose beads containing n-alkyl chains of lengths 2, 4, 8, 10, and 12 as spacers, and found that its anticoagulant activity, measured by activated partial thromboplastin time (APTT), increased with increasing alkyl chain length, a phenomenon they termed the "spacer effect" (Kim et al., Thrombosis Research, 26:43 (1982)).

しかし、n−アルキル鎖のような疎水性のスペーサーは本質的に水溶性である生 理活性物質との親和性が低く、その結果、固定化率が低下したり、固定化に際し 生理活性物質の変性、失活をまねくことがある。また、長いn−アルキル鎖は末 端官能基の如何にかかわらず水不溶性であり、その担体への導入には有機溶媒を 用いる必要があるが、担体によっては有機溶媒により溶解しなり、破損、変性し たりする場合があるため、その選択範囲が著しく限定される。However, hydrophobic spacers such as n-alkyl chains have low affinity for physiologically active substances, which are inherently water-soluble. As a result, the immobilization rate decreases and the physiologically active substance may be denatured or inactivated during immobilization. Furthermore, long n-alkyl chains are water-insoluble regardless of the terminal functional group, and their incorporation into the support requires the use of organic solvents. However, depending on the support, organic solvents may cause dissolution, damage, or denaturation, significantly limiting the range of support options.

さらにこのような疎水性スペーサーの導入により疎水化した担体表面には、他の 生理活性物質、特にタンパク質の非特異的吸着・変性がおこり易く、このために 固定化された生理活性物質本来の機能が損なわれる場合がある。Furthermore, the hydrophobic surface of the support made hydrophobic by the introduction of such a hydrophobic spacer is prone to nonspecific adsorption and denaturation of other physiologically active substances, especially proteins, which may impair the original function of the immobilized physiologically active substances.

本発明は、固定化したときに生理活性物質の機能を高度に発現し得る生理活性物 質固定化材およびそれによって固定化された高活性の固定化生理活性物質を提供 することを目的とする。The present invention aims to provide a physiologically active substance immobilization material that can highly express the function of a physiologically active substance when immobilized, and to provide highly active immobilized physiologically active substances immobilized thereby.

発明の開示 上記目的は、アルキレンオキサイド鎖をスペーサーとして導入することによって 達成される。すなわち本発明は、担体と生理活性物質とをアルキレンオキサイド 鎖を介して結合された固定化生理活性物質およびそのための固定化材である。DISCLOSURE OF THE INVENTION The above-mentioned objectives are achieved by introducing an alkylene oxide chain as a spacer. Specifically, the present invention relates to an immobilized physiologically active substance in which a carrier and a physiologically active substance are linked via an alkylene oxide chain, and to an immobilization material for the immobilized physiologically active substance.

発明を実施するための最良の形態 本発明でスペーサーとして好ましく用いられるアルキレンオキサイド鎖は、下記 式 %式% (ただし、では2〜100の整数、m、nは0または正の整数であり、かつ □≧0.5である) 44g+58m+72n で示されるポリエチレンオキサイドまたはエチレンオキサイドの共重合体である 。共重合体の場合は、ランダム共重合体でもブロック共重合体でも良く、またこ れらの混合物でも良いが、特に重合度が2〜100のエチレンオキサイド単位( CH2CH20)含有率が50重量%以上のブロック共重合体またはホモ重合体 が好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The alkylene oxide chain preferably used as a spacer in this invention is a polyethylene oxide or ethylene oxide copolymer represented by the following formula: %Formula% (where m and n are integers between 2 and 100, m and n are 0 or positive integers, and □ is ≥ 0.5) 44g + 58m + 72n In the case of copolymers, they may be random copolymers, block copolymers, or mixtures thereof. However, block copolymers or homopolymers with a degree of polymerization between 2 and 100 and a content of ethylene oxide units (CH2CH20) of 50% by weight or more are particularly preferred.

本発明に用いられる担体は、少なくともその表面が水不溶性のものである。すな わち、担体の全てが水不溶性の素材から構成されていても良いし、水溶性の素材 の表面が水不溶性の素材によって被覆されて成る担体であっても良い。ここ1こ 言う水不溶性とは、20’Cにおいて水に対し実質的に溶解性を、示さないもの を言う。このような水不溶性の素材としては、天然または合成の有機または無機 重合体が用いられる。かがる重合体としては、以下に示すようなものを例示する ことができ、これらは水不溶性とするために必要により架橋処理が施される。The carrier used in the present invention is one whose surface is water-insoluble. That is, the entire carrier may be composed of a water-insoluble material, or the carrier may be composed of a water-soluble material whose surface is coated with a water-insoluble material. "Water-insoluble" here means that the carrier is substantially insoluble in water at 20°C. Such water-insoluble materials include natural or synthetic organic or inorganic polymers. Examples of suitable polymers include the following, which may be crosslinked as necessary to render them water-insoluble:

酢酸セルロースなどのセルロース系、デキストランなどの多糖類、コラーゲン類 、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン顕、酢酸ビニル、塩化ビ ニル、アクリルニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレ ンなどのビニル化合物の単独または共重合体、ポリエチレンテレフタレートやポ リブチレンテレフタレートなどのポリエステル、脂肪族や芳番族のポリアミド。Cellulose-based materials such as cellulose acetate, polysaccharides such as dextran, collagens, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, homo- or copolymers of vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl chloride, acrylonitrile, acrylic esters, methacrylic esters, and styrene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, and aliphatic and aromatic polyamides.

本発明の担体にはスペーサーとしてのアルキレンオキサイド鎖が結合されるから 、担体中にはスペーサーとの、結合手としての官能基が含まれていることが必要 であり、従って、そのような官能基が存在しない場合には、官能基導入のための 活性化処理が施される。官能基の代表例は、アミノ基とエポキシ基である。また 後述のように、アルキレンオキサイド鎖を側鎖として有する単量体を、担体を構 成する重合体の共重合成分として用いることにより、アルキレンオキサイド鎖を 担体中に導入することもできる。Because the carrier of the present invention is bonded with an alkylene oxide chain as a spacer, it is necessary for the carrier to contain a functional group that can bond to the spacer. Therefore, if such a functional group does not exist, an activation treatment is performed to introduce the functional group. Typical examples of functional groups are amino and epoxy groups. Furthermore, as described below, alkylene oxide chains can also be introduced into the carrier by using a monomer having an alkylene oxide chain as a side chain as a copolymerization component of the polymer that constitutes the carrier.

担体の形態は、目的に応じて適宜決定される。たとえば、球、円柱、円板、試験 管、円筒、繊維、膜、粒子、網、マイクロトレイなとである。特に好ましい態様 は、1.0デニール以下の8ii細繊維を担体として用いるものである。極細繊 維を構成するポリマーは、ポリエステル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチ レン、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース、ポリアミノ酸、コラーゲン などから適宜選択されるが、特にポリエステルが好ましい。多成分系繊維を用い る場合は、最終的に残るポリマーは上記ポリマーであるが、他の組み合わせ成分 としては、ポリスチレン、ポリエチレン、水溶性ポリアミド、アルカリ水溶液可 溶型ポリエステル、水溶性ポリビニルアルコール等がある。上記ポリマーからな る極細繊維は、−iには、織り、編み、不織布などの組織として本発明の担体に 使用される。The form of the carrier is determined appropriately depending on the purpose. Examples include spheres, cylinders, disks, test tubes, cylinders, fibers, membranes, particles, meshes, and microtrays. A particularly preferred embodiment uses fine fibers of 1.0 denier or less as the carrier. The polymer constituting the ultrafine fibers is appropriately selected from polyester, polyamide, polytetrafluoroethylene, polystyrene, polyolefin, cellulose, polyamino acid, collagen, etc., with polyester being particularly preferred. When multicomponent fibers are used, the final remaining polymer is the above-mentioned polymer, but other components may include polystyrene, polyethylene, water-soluble polyamide, aqueous alkali-soluble polyester, water-soluble polyvinyl alcohol, etc. Ultrafine fibers made of the above-mentioned polymers are used in the carrier of the present invention in the form of woven, knitted, nonwoven, or other structures.

アルキレンオキサイド鎖を担体表面に結合せしめる方法としては、たとえば (1)カップリング反応を利用する方法、あるいは(2)側鎖にアルキレンオキ サイド鎖を有し、かつ重合可能な炭素−炭素二重結合をもつ単量体からなる重合 体、または共重合体を利用する方法などがあげられるが、(1)の方法が好まし く、特に官能基としてアミノ基またはエポキシ基を末端に有するアルキレンオキ サイド鎖を用いることが好ましい。Methods for bonding alkylene oxide chains to the support surface include, for example, (1) a method utilizing a coupling reaction, or (2) a method utilizing a polymer or copolymer composed of a monomer having an alkylene oxide chain in its side chain and a polymerizable carbon-carbon double bond. Method (1) is preferred, and it is particularly preferred to use an alkylene oxide chain having an amino or epoxy group as a functional group at its terminal.

具体的には、たとえば両末端に官能基としてアミノ基を有するアルキレンオキサ イド鎖の過剰量をアミノ基と結合しうる官能基を有する重合体からなる担体と反 応せしめることによって達成される。このような官能基としては、たとえばエポ キシ基などがあり、またこのような重合体としては、たとえばグリシジルメタク リレートを共重合成分として含有するもの、あるいは未硬化のエポキシ樹脂など をあげることができる。Specifically, this can be achieved by reacting an excess of alkylene oxide chains having amino groups at both ends with a polymeric support having functional groups capable of bonding with amino groups. Such functional groups include, for example, epoxy groups. Examples of such polymers include those containing glycidyl methacrylate as a copolymerization component, uncured epoxy resins, and the like.

一方、(2)の方法は、たとえば (ただし、pは2以上の整数、RはHまたはCH3を示す) で示される単量体単位を含有する水不溶性の共重合体からなる担体、あるいはこ の単量体で被覆された担体を利用することができる。共重合成分としては該単量 体と共重合可能で水不溶性の重合体を形成しうるちのであればいずれでもよいが 、たとえばメチルメタクリレート、アクリロニトリル、スチレン、塩化ビニルな どをあげることができる。また、ジエチレングリコールジメタクリレートなどの 架橋性単量体との共重合も好ましい方法である。On the other hand, method (2) can utilize a support made of a water-insoluble copolymer containing a monomer unit represented by the formula (where p is an integer of 2 or greater, and R is H or CH3), or a support coated with this monomer. The copolymerization component may be any component capable of copolymerizing with the monomer to form a water-insoluble polymer, such as methyl methacrylate, acrylonitrile, styrene, or vinyl chloride. Copolymerization with a crosslinkable monomer, such as diethylene glycol dimethacrylate, is also a preferred method.

この共重合体を被覆剤として用いる場合、その被覆層の厚みは特に限定されるも のではないが、通常は100A以上が好ましい。この際、担体の内部の材質は特 に限定されるものではなく、その目的に応じて適宜選択できるが、たとえば有機 重合体、ガラス、金属などを例示す・ることかできる。When this copolymer is used as a coating agent, the thickness of the coating layer is not particularly limited, but is usually preferably 100 Å or more. In this case, the material of the interior of the carrier is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, and examples thereof include organic polymers, glass, and metals.

担体表面に結合するアルキレンオキサイド鎖の量は、担体の化学組成、反応条件 などをかえることにより任意に調節することが可能であるが、生理活性物質の有 効な固定化量を得るためには、担体1a1!あたりIXIO−8mo1以上結合 していることが盟マしい。The amount of alkylene oxide chains bound to the support surface can be adjusted by changing the chemical composition of the support, reaction conditions, etc., but to achieve an effective immobilization amount of a physiologically active substance, it is recommended that at least 10-8 mol of alkylene oxide chains be bound per support.

担体に結合されたアルキレンオキサイド鎖に、生理活性物質を固定化させるには 、アルキレンオキサイド鎖の末端に生理活性物質と共有結合を形成しうる官能基 を導入し、該官能基と生理活性物質とを共有結合させることにより容易に固定化 することができる。To immobilize a physiologically active substance on an alkylene oxide chain attached to a support, a functional group capable of forming a covalent bond with the physiologically active substance is introduced at the end of the alkylene oxide chain, and the physiologically active substance is covalently bonded to the functional group, thereby easily achieving immobilization.

生理活性物質と反応し共有結合を形成しうる官能基としては、たとえば、アミノ 基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、カルボジイミド基、アルデヒド基、 イソシアナート基、イミダゾール基などがあげられるが、ポリエチレンオキサイ ド化合物末端への導入の容易さから、特に水酸基、アミノ基、エポキシ基などが 好ましい。これらの官能基と生理活性物質との共有結合形成には、たとえば千畑 一部編「固定fヒ酵素」p11〜40 講談社(1975)に記載されているよ うな周知の手法を用いることができる。Functional groups capable of reacting with physiologically active substances to form covalent bonds include, for example, amino, carboxyl, epoxy, hydroxyl, carbodiimide, aldehyde, isocyanate, and imidazole groups. However, hydroxyl, amino, and epoxy groups are particularly preferred due to their ease of introduction to the termini of polyethylene oxide compounds. Covalent bonds between these functional groups and physiologically active substances can be formed using well-known techniques, such as those described in "Fixed Enzymes" (edited by Senhata, pp. 11-40, Kodansha, 1975).

一例をあげるならば、水不溶性の担体表面に結合したポリエチレンオキサイド化 合物が遊離のアミノ基末端を有する場合、グルタルアルデヒドを結合剤として使 用することにより、ポリエチレンオキサイド化合物のアミノ基と生理活性物質、 た≧えばタンパク質中のアミノ基との間にシッフ塩基を形成せしめて固定化する ことができる。For example, when a polyethylene oxide compound bound to the surface of a water-insoluble support has a free amino terminal, glutaraldehyde can be used as a binder to form a Schiff base between the amino group of the polyethylene oxide compound and an amino group in a physiologically active substance, such as a protein, thereby allowing immobilization.

また、たとえば固定化されるべき生理活性物質がカルボキシル基を有するような 場合には、あらかじめ該生理活性物質をカルボジイミド試薬、あるいはウッドワ ード試薬K(N−エチル−5−フェニルイソオキサゾリウム−3−スルホナート )のような縮合剤で処理しておくことにより容易に前述の担体に固定化される。Furthermore, for example, if the physiologically active substance to be immobilized has a carboxyl group, the physiologically active substance can be easily immobilized on the aforementioned support by first treating the substance with a condensing agent such as a carbodiimide reagent or Woodward's reagent K (N-ethyl-5-phenylisoxazolium-3-sulfonate).

また、固定化の対象となる生理活性物質の例をあげれば、アスパラギナーゼ、ウ レアーゼ、ウロキナーゼなどの酵素類、ヒト絨毛性ゴナドトロピン、甲状腺刺激 ホルモンなどのホルモン票、アルブミン、各種補体関連物質、トロンビンなどの 凝固因子およびアンチトロンビン■などの凝固抑制因子などに代表される血漿タ ンパク質、マイコプラズマ抗原、抗エストロゲン抗体などに代表される免疫反応 性物質、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸などのム コ多糖類、アラニン、リジン、グルタミン酸、アスパラギン酸などのアミノ酸類 、各種のプロスタグランジン誘導体、ホスファチジルコリンなどの指貫誘導体、 リポポリサッカライドのような糖脂質、ポリミキシンB、クロラムフェニコール のような抗生物質、赤血球、白血球(顆粒球とマクロファージ)、リンパ球など の血液細胞、血管内皮細胞、肝細胞、膵β細胞などの上皮、あるいは内皮系細胞 あるいはこれら細胞の分化、生長に関連するECGF、C3Fなど各種の分化、 生長因子、DNA、RNAなどの遺伝子関連′!$;Jitなどがあげられるが 、目的に応じて適宜選択できる。Examples of physiologically active substances that can be immobilized include enzymes such as asparaginase, urease, and urokinase; hormones such as human chorionic gonadotropin and thyroid-stimulating hormone; albumin; various complement-related substances; plasma proteins such as coagulation factors such as thrombin and coagulation inhibitors such as antithrombin; immunoreactive substances such as mycoplasma antigens and anti-estrogen antibodies; mucopolysaccharides such as heparin, heparan sulfate, chondroitin sulfate, and hyaluronic acid; alanine; These include amino acids such as glutamic acid, glutamic acid, and aspartic acid, various prostaglandin derivatives, thimble derivatives such as phosphatidylcholine, glycolipids such as lipopolysaccharide, antibiotics such as polymyxin B and chloramphenicol, blood cells such as red blood cells, white blood cells (granulocytes and macrophages), and lymphocytes, epithelial or endothelial cells such as vascular endothelial cells, hepatocytes, and pancreatic beta cells, various differentiation factors related to the differentiation and growth of these cells such as ECGF and C3F, growth factors, and gene-related factors such as DNA and RNA. Selection of appropriate agents is possible depending on the purpose.

以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明する。The present invention will be specifically described below with reference to examples.

実施例1および比較例1.2 (スペーサーの合成) 重合度23(数平均分子量1000)のポリエチレングリコールとアクリロニト リルとの混合液を、微粒子状の強塩基性陰イオン交換樹脂“アンバーライトIR A−400” (Rohm & Haas社製)の存在下でシアノエチル化反応 させ、両末端にβ−シアノエチキシ基を有するポリエチレンオキサイド化合物を 得た。この化合物100gを1.ll!の水に溶解し、60℃で6時間、水素添 加を行なうことにより、両末端にアミノ基を有し、重合度23のビスアミノポリ エチレンオキサイド化合物(PGD−1000)91gを合成した。Example 1 and Comparative Example 1.2 (Spacer Synthesis) A mixture of polyethylene glycol with a degree of polymerization of 23 (number-average molecular weight of 1000) and acrylonitrile was subjected to a cyanoethylation reaction in the presence of a fine particle of strong basic anion exchange resin, "Amberlite IR A-400" (Rohm & Haas), to obtain a polyethylene oxide compound bearing β-cyanoethoxy groups at both ends. 100 g of this compound was dissolved in 1.1 L of water and hydrogenated at 60°C for 6 hours to synthesize 91 g of a bisaminopolyethylene oxide compound (PGD-1000) with a degree of polymerization of 23 and amino groups at both ends.

(担体の合成) 、担体として、下記の手順で、エポキシ基を含有するポリ塩化ビニル共重合体フ ィルムに上述のPGD−1000を導入した担体を合成した。(Synthesis of Carrier) A carrier was synthesized by incorporating the above-mentioned PGD-1000 into an epoxy group-containing polyvinyl chloride copolymer film using the following procedure.

まず、市販のポリ塩化ビニル(PVC)を4gのN。First, 4 g of commercially available polyvinyl chloride (PVC) was mixed with N.

N−ジメチルホルムアミド(D M F )に溶解し、l1gのジエチルジチオ カルバミン酸ナトリウム(DTC)を加え、遮光下に50゛Cで3時間反応せし め、光官能性DTC化pvcを合成した。The resulting solution was dissolved in N-dimethylformamide (DMF), 11 g of sodium diethyldithiocarbamate (DTC) was added, and the mixture was reacted at 50°C for 3 hours in the dark to synthesize photofunctional DTC-modified PVC.

このDTC化PvCの50gをコgのテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、 80rのグリシジルメタクリレート(GMA)を添加し、100wの高圧水銀灯 を用いて、40℃で6時間光グラフト反応を行ない、エポキシ基を含有するポリ 塩化ビニル−グリシジルメタクリレート グラフト共重合体(PVC−g−GM A)を合成した。元素分析により決定されたこのグラフト共重合体のグラフト率 は86%であった。50 g of this DTC-modified PVC was dissolved in 0 g of tetrahydrofuran (THF), 80 g of glycidyl methacrylate (GMA) was added, and a photografting reaction was carried out for 6 hours at 40°C using a 100 W high-pressure mercury lamp, synthesizing epoxy-containing poly(vinyl chloride)-glycidyl methacrylate graft copolymer (PVC-g-GMA). The graft ratio of this graft copolymer, as determined by elemental analysis, was 86%.

このポリマの5%THF溶液からガラス板を用いた溶媒キャスト方式で約100 μmの厚みを有するフィルムを作成し、このフィルムをPGD−1000の50 %水溶液に浸漬し、60℃で24時間反応せしめフィルム表面へスペーサーを導 入した。A film with a thickness of approximately 100 μm was prepared from a 5% THF solution of this polymer by solvent casting using a glass plate. This film was then immersed in a 50% aqueous solution of PGD-1000 and reacted at 60°C for 24 hours to introduce spacers into the film surface.

ベンジルアミンと2−ヒドロキシ−1−ナフチルアミド(HNA)のアダクト形 成を利用した導入アミノ基の定量(C,D、Ebert et al、、J、  Biomed、 Hater、 Res、、16゜629(1982))によれ ばフィルム表面に導入されたPGD−1000は0.7μmO1/co?であっ た。またPGD−1000の導入により、フィルム表面での水の接触角(協和科 学(株)製CA−P型接触角測定装置使用〉が63゜から43°にまで低下し明 らかにフィルム表面が親水化していることがわかった。Quantitation of introduced amino groups using adduct formation between benzylamine and 2-hydroxy-1-naphthylamide (HNA) (C, D, Ebert et al., J. Biomed. Hater. Res., 16:629 (1982)) revealed that the amount of PGD-1000 introduced onto the film surface was 0.7 μmO1/co?. Furthermore, the introduction of PGD-1000 reduced the water contact angle on the film surface (measured using a Kyowa Kagaku Co., Ltd. CA-P contact angle measuring device) from 63° to 43°, clearly demonstrating hydrophilicity of the film surface.

(ヘパリンの固定化) ガラス容器中に、ヘパリンナトリウム800■、ウッドワード試薬KO,07g を入れ、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)100mlに溶解し、4’Cで8時間 ゆっくりと撹拌しながらヘパリンを活性化させた。この活性化ヘパリン溶液に前 述のPGD−1000導入フイルム浸漬し、4℃で時間反応させヘパリンをフィ ルム表面に固定化した。(Heparin Immobilization) 0.7 g of heparin sodium 800 μg, Woodward's reagent KO, was placed in a glass container and dissolved in 100 ml of phosphate-buffered saline (PBS). The solution was stirred slowly at 4°C for 8 hours to activate the heparin. The PGD-1000-incorporated film described above was immersed in this activated heparin solution and allowed to react at 4°C for 8 hours to immobilize the heparin on the film surface.

反応終了後、フィルムをPBSで3回洗浄し、未固定のヘパリンを除去し、塩酸 でp)17.4に調整した2MエタノールアミンPBS溶液を加え4°Cで24 時間浸盪してヘパリンの残留活性基をブロックした。このようにして得られたヘ パリン固定化フィルム表面には、ESCA(Electron 5pectro scopy for Chemical Analysis、島原X線電子分光 装置ESCA750使用)分析により0゜2■/dのヘパリンが固定化されてい ることがわかった。After the reaction was complete, the film was washed three times with PBS to remove unimmobilized heparin. A 2 M ethanolamine PBS solution adjusted to pH 17.4 with hydrochloric acid was added, and the film was immersed at 4°C for 24 hours to block residual active groups in the heparin. ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, Shimabara X-ray Electron Spectrometer ESCA 750) analysis revealed that 0°2/day of heparin was immobilized on the surface of the resulting heparin-immobilized film.

(ヘパリン活性測定) 固定化ヘパリンの抗凝固活性の測定には活性化部分トロンボプラスチン時間(A PTT>を用いた。(Heparin Activity Measurement) The activated partial thromboplastin time (APTT) was used to measure the anticoagulant activity of immobilized heparin.

すなわち、3.8%クエン酸ナトリウム液を抗凝固剤として用い、遠心して細胞 成分を除いたウシ血漿を被検血漿とした。この血漿1mlの中に20a&の表面 積を有するヘパリン固定化フィルムを入れ、37°Cで30分撹拌後、血漿とフ ィルムを分離した。この血漿をシリコンコートしたガラス製試験管に入れ、さら に活性化リン脂質製剤0.1rnlを加えて、30秒間37℃で5分間加温し、 ついで1 / 40 M Ca C12溶液0.1mlを加えて、30秒間37 ℃に静置し、試験管を静かに傾けてフィブリン析出までの時間をATPPとして 測定しな。Specifically, bovine plasma, which had been centrifuged to remove cellular components, was used as the test plasma, using 3.8% sodium citrate as an anticoagulant. A heparin-immobilized film with a surface area of 20 Å was placed in 1 ml of this plasma and stirred at 37°C for 30 minutes, after which the plasma and film were separated. This plasma was placed in a siliconized glass test tube, and 0.1 ml of an activated phospholipid preparation was added. The mixture was then heated at 37°C for 5 minutes, followed by the addition of 0.1 ml of a 1/40 M CaCl2 solution. The mixture was then left to stand at 37°C for 30 seconds. The test tube was then gently tilted, and the time until fibrin precipitation was measured as ATP.

また比較例として、全く同じ条件でヘキサメチレンジアミンおよびジアミノドデ カンをスペーサーとして有する担体を合成し、ヘパリンを固定化して、その活性 を測定した。結果を表1に示す。As a comparative example, a carrier having hexamethylenediamine and diaminododecane as spacers was synthesized under the same conditions, and heparin was immobilized on the carrier, and its activity was measured. The results are shown in Table 1.

この表からもわかるように、本発明のスペーサーを用いて固定化されたヘパリン の抗凝固活性は、他の公知の疎水性n−アルキルスペーサーを用いて固定化され たヘパリンの抗凝固活性に比べて著しく高いものであった。As can be seen from this table, the anticoagulant activity of heparin immobilized using the spacer of the present invention was significantly higher than that of heparin immobilized using other known hydrophobic n-alkyl spacers.

実施例2および比較例3 iooogのイソプロパツール中に120g−のメチルメタクリレート<MMA )と80gのポリエチレングリコールモノメタクリレート(ポリエチレングリコ ール部分の数平均重合度9、日本油脂(株)製、“ブレンマーPE−350”) および1.4gのα、α′−アゾビス(α、α′−ジメチルバレロニトリル)を 入れ、窒素気流下に50℃で反応させた。5時間後に得られた重合溶液を底部の 2薗の細孔を有する容器にうつし、約1mの高さから、撹拌冷水中に再沈するこ とにより、直径が50〜100μmのポリマー粒子を得ることができな。ESC A分析によるとこのポリマー粒子表面には、約20mmol/gのポリエチレン グリコール鎖が存在していることがわかった。Example 2 and Comparative Example 3: 120 g of methyl methacrylate (MMA), 80 g of polyethylene glycol monomethacrylate (number-average degree of polymerization of the polyethylene glycol moiety: 9, manufactured by Nippon Oil & Fats Corporation, "Blenmer PE-350"), and 1.4 g of α,α'-azobis(α,α'-dimethylvaleronitrile) were added to 100 g of isopropanol and reacted at 50°C under a nitrogen stream. After 5 hours, the resulting polymer solution was transferred to a vessel with a 2-hole bottom and re-precipitated in stirred cold water from a height of approximately 1 m, yielding polymer particles with diameters of 50 to 100 μm. ESC analysis revealed that approximately 20 mmol/g of polyethylene glycol chains were present on the surface of the polymer particles.

このポリマー粒子10gを水で十分洗浄し、LM Na O880ml中に懸濁 する。これにエピクロルヒドリン10m1を加え、室温で24時間激しく撹拌反 応させる。10 g of these polymer particles were thoroughly washed with water and suspended in 880 ml of LM Na O. 10 ml of epichlorohydrin was added and the mixture was allowed to react with vigorous stirring at room temperature for 24 hours.

反応終了後エピクロルヒドリン活性化ポリエチレンオキサイドスペーサーを有す る担体を集め、過剰のエピクロルヒドリン番水洗して除去する。次にこの担体を スルファニル酸3gを含む2M炭酸カリウムM街液(pH10)中に懸濁する。After the reaction is complete, the support bearing the epichlorohydrin-activated polyethylene oxide spacer is collected and the excess epichlorohydrin is removed by washing with water. The support is then suspended in a 2 M potassium carbonate solution (pH 10) containing 3 g of sulfanilic acid.

あらためてPHを10に調整し直したのち6日間静置する。以上の方法で得られ た担体にフロログリシツールを作用させる。このフロログリシツール誘導体に5 %ジビニルスルホンを加え、pH11で30分反応させたのち、pH9の条件下 、リガンドとして大豆トリプシン疎害剤を加える。The pH was then adjusted to 10 and the mixture was allowed to stand for 6 days. The carrier obtained by the above method was then treated with phloroglucitur. 5% divinyl sulfone was added to the phloroglucitur derivative, and the mixture was allowed to react at pH 11 for 30 minutes. After that, soybean trypsin inhibitor was added as a ligand at pH 9.

この方法により、重合度9のポリエチレンオキサイドをスペーサーとした大豆ト リプシン疎害剤固定化担体を得ることができた。比較例としてM M Aの共重 合成分としてヒドロキシエチルメタクリレートを用い、全く同じ条件でポリマ粒 子を作成し、大豆トリプシン疎害剤を固定化した担°体を作成し、トリプシンの 吸着容量を比較した結果を表2に示す。This method enabled us to obtain a support for immobilizing soybean trypsin inhibitors using polyethylene oxide with a degree of polymerization of 9 as a spacer. For comparison, polymer particles were prepared under the same conditions using hydroxyethyl methacrylate as the copolymer component of MMA, and a support for immobilizing soybean trypsin inhibitors was prepared. The results of the comparison of trypsin adsorption capacities are shown in Table 2.

以上のように本性で得られた吸着体が高い吸着容量を示した。As described above, the adsorbent obtained by this method showed a high adsorption capacity.

実施例3および比較例4 ポリプロピレン(三井“ノーブレン″J3HG)50分を島成分とし、ポリスチ レン(“スタイロン″679)46部、ポリプロピレン(注文“レーブレン″W F−727−F)4部の混合物を海成分とする海島型複合繊維400g、N−メ チロール−α−タロルアセトアミド560g、二・トロベンゼン3100ml、 濃硫酸2020 mlおよび、バラホルムアルデヒド8gからなる混合液溶液中 に浸し、20℃で1時間反応させた。繊維を反応液から取り出し、0℃の氷水5 .!2中に投じて反応停止させたのち、水で洗浄し、次に繊維に付着しているニ トロベンゼンをメタノールで抽出し、除去した。この繊維を40℃で真空乾燥し て、クロルアセトアミドメチル化繊維(繊維A)を得た。Example 3 and Comparative Example 4 400 g of islands-in-sea composite fibers, consisting of 50 parts of polypropylene (Mitsui "Noblen" J3HG) as the island component and a mixture of 46 parts of polystyrene ("Styron" 679) and 4 parts of polypropylene (Mitsui "Lebran" WF-727-F) as the sea component, were immersed in a mixed solution consisting of 560 g of N-methylol-α-chloroacetamide, 3100 ml of nitrobenzene, 2020 ml of concentrated sulfuric acid, and 8 g of paraformaldehyde, and reacted at 20°C for 1 hour. The fibers were removed from the reaction solution and placed in 5.2 ml of ice water at 0°C to terminate the reaction. They were then washed with water, and the nitrobenzene remaining on the fibers was extracted with methanol and removed. The fibers were then vacuum-dried at 40°C to obtain chloroacetamidomethylated fibers (fiber A).

この繊維の直径は0.5デニールであった。次に該繊維A80g−に対し、実施 例1で用いたのと同じビスアミノポリエチレンオキサイド化合物(PGD−10 0o)の20wt%ジメチルスルホキシド溶液3000 mlを添加しな。室温 で48時間靜1反応させ、水20ρで水洗後lNHClで洗浄した。再度水20 .Qで水洗し、末端がアミン基のポリエチレンオキサイド鎖が導入された繊維を 得た。The fiber had a diameter of 0.5 denier. Next, 3000 ml of a 20 wt % dimethyl sulfoxide solution of the same bisaminopolyethylene oxide compound (PGD-1000) used in Example 1 was added to 80 g of the fiber A. The mixture was allowed to react at room temperature for 48 hours, then washed with 20 ml of water and then with 1N HCl. The resulting mixture was washed again with 20 ml of water to obtain fibers with polyethylene oxide chains terminated in amine groups.

この繊維の163gをフラスコに入れ、グルタルアルデヒドの3%リン酸綬街生 理食塩水溶液(PBS)を加え、室温で4.5時間浸盪した。163 g of this fiber was placed in a flask, and a 3% solution of glutaraldehyde in phosphate-buffered saline (PBS) was added and the mixture was immersed at room temperature for 4.5 hours.

PBSで十分洗浄後、ポリペプチド系抗生物質硫酸ポリミキシンB(ファイザー 社製〉の2.’lt%水溶液とPB3 7mlを加えて4℃で24時間ゆっくり 撹拌しながら固定化を行なった。さらに、トリス緩衝液中に4℃、624時間浸 漬し残留しているフリーのアミノ基をブロックしな。ついで、このフィルムを水 素化ホウ素ナトリウムのo、1wt%PBS溶液5tr+I中に移し、室温で2 4時間撹拌し、形成されたシッフ塩基を還元して、ポリミキシンB固定化繊維( P M X −P E O)を得た。After thorough washing with PBS, a 2.0 wt% aqueous solution of the polypeptide antibiotic polymyxin B sulfate (Pfizer) and 7 ml of PBS were added and immobilized at 4°C for 24 hours with gentle stirring. The film was then immersed in Tris buffer at 4°C for 6 hours to block any remaining free amino groups. The film was then transferred to a 5 ml + 1 solution of 0.1 wt% sodium borohydride in PBS and stirred at room temperature for 24 hours to reduce the formed Schiff base, yielding polymyxin B-immobilized fibers (PMX-PEO).

アミノ酸分析により、この繊維に固定化されたポリミキシンBの量を測定したと ころ、3.5■/g−4iberであった。The amount of polymyxin B immobilized on the fibers was determined by amino acid analysis to be 3.5 μg/g.

比較例として全く同様の方法でジアミノドデカンをスペーサーとしてポリミキシ Bを固定化した繊維(P〜lX−Cl2)を得な、この繊維には、3 、8mg / g −riberノポリミキシンBが固定化された。As a comparative example, fibers (P-1X-Cl2) were obtained in which polymyxin B was immobilized using diaminododecane as a spacer in a similar manner. 3.8 mg/g of polymyxin B was immobilized on these fibers.

大腸菌(E−coli、 ATCC25922>を用いて、これらの繊維の抗菌 活性を測定した結果を表3に示す。The antibacterial activity of these fibers was measured using Escherichia coli (ATCC 25922), and the results are shown in Table 3.

以上のように、アルキルスペーサーに比べて本発明のスペーサーを用いて固定化 されたポリミキシンBは、高い抗菌活性を示した。As described above, polymyxin B immobilized using the spacer of the present invention exhibited higher antibacterial activity than polymyxin B immobilized using an alkyl spacer.

産業上の利用可能性 本発明の生理活性物質固定化材は、生理活性物質の機能を高度に保持したまま固 定化することができる。従って、このようにして固定化された生理活性物質は、 物質の分離や精製のためのアフィニティータロマドグラフィー用基材、病気の診 断や治療のためのキットの構成要素、・生体内インブラント材などとして利用す ることができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The physiologically active substance immobilization material of the present invention can immobilize physiologically active substances while maintaining their functionality to a high degree. Therefore, physiologically active substances immobilized in this manner can be used as substrates for affinity chromatography for substance separation and purification, as components of kits for disease diagnosis and treatment, and as in vivo implant materials.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.担体と生理活性物質とがアルキレンオキサイド鎖を介して結合されてなる固 定化生理活性物質。1. An immobilized physiologically active substance in which a carrier and a physiologically active substance are bound via an alkylene oxide chain. 2.アルキレンオキサイド鎖が式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、lは2〜100の整数、m、nは0または正の整数であり、かつ 44l/44l+58m+72n≧0.5である)で示される重合体である請求 の範囲第1項記載の固定化生理活性物質。2. The immobilized biologically active substance according to claim 1, wherein the alkylene oxide chain is a polymer represented by the formula: ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼ (where l is an integer between 2 and 100, m and n are 0 or positive integers, and 44l/44l + 58m + 72n ≥ 0.5). 3.mおよびnが0である請求の範囲第2項記載の固定化生理活性物質。3. The immobilized physiologically active substance according to claim 2, wherein m and n are 0. 4.担体が水不溶性の素材からなる請求の範囲第1項記載の固定化生理活性物質 。4. The immobilized physiologically active substance according to claim 1, wherein the carrier is made of a water-insoluble material. 5.担体が1.0デニール以下の極細繊維である請求の範囲第1項記載の固定化 生理活性物質。5. The immobilized physiologically active substance according to claim 1, wherein the carrier is an ultrafine fiber having a denier of 1.0 or less. 6.アルキレンオキサイド鎖の一端が、担体に結合され、他端に生理活性物質と 反応性の官能基が導入されてなる生理活性物質固定化材。6. A physiologically active substance immobilization material in which one end of an alkylene oxide chain is bound to a support and the other end has a functional group reactive with a physiologically active substance introduced therein. 7.アルキレンオキサイド鎖が式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、lは2〜100の整数、m、nは0または正の整数であり、かつ 44l/44l+58m÷72n≧0.5である)で示される重合体である請求 の範囲第6項記載の生理活性物質固定化材。7. A physiologically active substance immobilization material according to claim 6, wherein the alkylene oxide chain is a polymer represented by the formula ▲Mathematical formula, chemical formula, table, etc.▼ (where l is an integer between 2 and 100, m and n are 0 or positive integers, and 44l/44l + 58m ÷ 72n ≧ 0.5). 8.mおよびnが0である請求の範囲第6項記載の生理活性物質固定化材。8. The physiologically active substance immobilizing material according to claim 6, wherein m and n are 0. 9.担体が水不溶性の素材からなる請求の範囲第6項記載の生理活性物質固定化 材。9. The physiologically active substance immobilization material according to claim 6, wherein the carrier is made of a water-insoluble material. 10.担体が1.0デニール以下の極細繊維である請求の範囲第6項記載の生理 活性物質固定化材。10. The physiologically active substance immobilization material according to claim 6, wherein the carrier is an ultrafine fiber of 1.0 denier or less. 11.官能基が、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、カルボジイ ミド基、アルデヒド基、イソシアナート基、およびイミダゾール基からなる群か ら選ばれる一種以上である請求の範囲第6項記載の生理活性物質固定化材。11. The physiologically active substance immobilizing material according to claim 6, wherein the functional group is one or more selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, a hydroxyl group, a carbodiimide group, an aldehyde group, an isocyanate group, and an imidazole group.
JP62-502047A 1986-03-28 1987-03-26 Immobilized physiologically active substances Pending JPWO1987006007A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61-68494 1986-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO1987006007A1 true JPWO1987006007A1 (en) 1988-01-07

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0263184B1 (en) Immobilized physiologically active material
EP0975691B1 (en) Multifunctional polymeric coatings
AU622699B2 (en) Biodegradable hydrogel matrices for the controlled release of pharmacologically active agents
US4882226A (en) Carrier material for use in chromatography or carrying out enzymatic reactions
US5041292A (en) Biodegradable hydrogel matrices for the controlled release of pharmacologically active agents
US20250066561A1 (en) Method and material for differentiated sequestration of substances of different substance groups with the aid of hydrogels containing sulphated or sulphonated components
JPH05506807A (en) Immobilized polyethylene oxide star-shaped molecule for biological applications
JPS6159175B2 (en)
JPH06506959A (en) Immobilization of chemical species in cross-linked matrices
JP2003527874A (en) Methods and compositions for preventing the formation of adhesions in biological tissues
Fairbanks et al. Inhibition of protein and cell attachment on materials generated from N-(2-hydroxypropyl) acrylamide
JP2004512397A (en) Hydrophobic multi-complex heparin conjugate, production method and use thereof
US6929955B2 (en) Interactive system for presenting and eliminating substances
JPS6048524B2 (en) Biologically active substance reagent and its manufacturing method
JPS59105005A (en) Vinylene carbonate polymer and its manufacturing method
Zhang et al. Cross-linked poly (lactic acid)/dextran nanofibrous scaffolds with tunable hydrophilicity promoting differentiation of embryoid bodies
Kamath et al. Surface modification of polymeric biomaterials by albumin grafting using γ‐irradiation
Tabata et al. Immobilization of collagen onto polymer surfaces having hydroxyl groups
JPH0587520B2 (en)
Kabanov Preparation of polymeric biomaterials with the aid of radiation-chemical methods
JPWO1987006007A1 (en) Immobilized physiologically active substances
JP3056512B2 (en) Material surface modification method
WO2001074928A1 (en) Process for the preparation of protein-based hydrogels
Kálal Interaction of synthetic polymers with components of the living materials
EP1405871A1 (en) Method of bonding substance to be incorporated to polymer terminal