JP2025001989A - Functional molded body and production method of the same - Google Patents
Functional molded body and production method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2025001989A JP2025001989A JP2023101839A JP2023101839A JP2025001989A JP 2025001989 A JP2025001989 A JP 2025001989A JP 2023101839 A JP2023101839 A JP 2023101839A JP 2023101839 A JP2023101839 A JP 2023101839A JP 2025001989 A JP2025001989 A JP 2025001989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- functional
- reaction
- substrate
- polymer brush
- membrane
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 98
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 55
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 30
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000427 antigen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000004697 chelate complex Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- -1 diamine compound Chemical class 0.000 claims description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 37
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 35
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 35
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 32
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 24
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 24
- UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N cysteamine Chemical compound NCCS UFULAYFCSOUIOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 19
- RAUHREXYGRKIOJ-UHFFFAOYSA-N 1h-imidazole-5-carbodithioic acid Chemical compound SC(=S)C1=CN=CN1 RAUHREXYGRKIOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims description 16
- KKYSBGWCYXYOHA-UHFFFAOYSA-N 3-methylthiopropylamine Chemical compound CSCCCN KKYSBGWCYXYOHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 10
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims description 9
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JONTXEXBTWSUKE-UHFFFAOYSA-N 2-(2-aminoethylsulfanyl)ethanamine Chemical compound NCCSCCN JONTXEXBTWSUKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VIVFZHFDSHRYIW-UHFFFAOYSA-N 1-[11-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)undecanoyloxy]-2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonic acid Chemical group O=C1C(S(=O)(=O)O)CC(=O)N1OC(=O)CCCCCCCCCCN1C(=O)C=CC1=O VIVFZHFDSHRYIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WREDNSAXDZCLCP-UHFFFAOYSA-N methanedithioic acid Chemical compound SC=S WREDNSAXDZCLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 abstract description 23
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 106
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 68
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 40
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 29
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 18
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 101710120037 Toxin CcdB Proteins 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 12
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 108090001090 Lectins Proteins 0.000 description 8
- 102000004856 Lectins Human genes 0.000 description 8
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 8
- 238000010559 graft polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 8
- 239000002523 lectin Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960000587 glutaral Drugs 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 125000005439 maleimidyl group Chemical group C1(C=CC(N1*)=O)=O 0.000 description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 5
- BLSAPDZWVFWUTL-UHFFFAOYSA-N 2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1CC(=O)NC1=O BLSAPDZWVFWUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010062580 Concanavalin A Proteins 0.000 description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 4
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 3
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 3
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 3
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- MKNJJMHQBYVHRS-UHFFFAOYSA-M sodium;1-[11-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)undecanoyloxy]-2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonate Chemical compound [Na+].O=C1C(S(=O)(=O)[O-])CC(=O)N1OC(=O)CCCCCCCCCCN1C(=O)C=CC1=O MKNJJMHQBYVHRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 2
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000025721 COVID-19 Diseases 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 2
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000003317 immunochromatography Methods 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 2
- FXYPGCIGRDZWNR-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 3-[[3-(2,5-dioxopyrrolidin-1-yl)oxy-3-oxopropyl]disulfanyl]propanoate Chemical compound O=C1CCC(=O)N1OC(=O)CCSSCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O FXYPGCIGRDZWNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVGATNRYUYNBHO-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)butanoate Chemical compound O=C1CCC(=O)N1OC(=O)CCCN1C(=O)C=CC1=O PVGATNRYUYNBHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLARLSIGSPVYHX-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 6-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)hexanoate Chemical compound O=C1CCC(=O)N1OC(=O)CCCCCN1C(=O)C=CC1=O VLARLSIGSPVYHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNYAWMSQSBERBE-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O HNYAWMSQSBERBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHJLGBQZIDQOFQ-UHFFFAOYSA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) undecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O VHJLGBQZIDQOFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWHAVGHJSKQCHH-UHFFFAOYSA-N 1-[6-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)hexanoyloxy]-2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonic acid Chemical compound O=C1C(S(=O)(=O)O)CC(=O)N1OC(=O)CCCCCN1C(=O)C=CC1=O NWHAVGHJSKQCHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYDMSFVTLYEPOH-UHFFFAOYSA-N 2,5-dioxo-1-propanoyloxypyrrolidine-3-sulfonic acid Chemical compound CCC(=O)ON1C(=O)CC(S(O)(=O)=O)C1=O YYDMSFVTLYEPOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 1
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 206010013496 Disturbance in attention Diseases 0.000 description 1
- 101001065501 Escherichia phage MS2 Lysis protein Proteins 0.000 description 1
- 108060003951 Immunoglobulin Proteins 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 108010058846 Ovalbumin Proteins 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Chemical class 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N acrylonitrile butadiene styrene Chemical compound C=CC=C.C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 XECAHXYUAAWDEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- VYLDEYYOISNGST-UHFFFAOYSA-N bissulfosuccinimidyl suberate Chemical compound O=C1C(S(=O)(=O)O)CC(=O)N1OC(=O)CCCCCCC(=O)ON1C(=O)C(S(O)(=O)=O)CC1=O VYLDEYYOISNGST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 102000018358 immunoglobulin Human genes 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 108010026228 mRNA guanylyltransferase Proteins 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000011987 methylation Effects 0.000 description 1
- 238000007069 methylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007344 nucleophilic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229940092253 ovalbumin Drugs 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- WHPMALGCHJRYKZ-UHFFFAOYSA-N pentanedial Chemical compound O=CCCCC=O.O=CCCCC=O WHPMALGCHJRYKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Chemical class 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- CYFDQQBPGFLEID-UHFFFAOYSA-M sodium;1-[8-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)octanoyloxy]-2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonate Chemical compound [Na+].O=C1C(S(=O)(=O)[O-])CC(=O)N1OC(=O)CCCCCCCN1C(=O)C=CC1=O CYFDQQBPGFLEID-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Abstract
Description
特許法第30条第2項適用申請有り 令和4年7月2日 日本農芸化学会西日本支部、化学工学会九州支部、日本化学会九州支部、有機合成化学協会九州山口支部、電気化学会九州支部、日本分析化学会九州支部、高分子学会九州支部、繊維学会西部支部 共催「第59回化学関連支部合同九州大会」の講演要旨集にて公開 令和4年7月2日 北九州国際会議場で開催された日本農芸化学会西日本支部、化学工学会九州支部、日本化学会九州支部、有機合成化学協会九州山口支部、電気化学会九州支部、日本分析化学会九州支部、高分子学会九州支部、繊維学会西部支部 共催「第59回化学関連支部合同九州大会」にて発表Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act submitted. Published in the abstracts of the 59th Joint Kyushu Meeting of Chemical-Related Branches, co-hosted by The Agricultural Chemical Society of Japan, Western Japan Branch, The Society of Chemical Engineering, Kyushu Branch, The Chemical Society of Japan, Kyushu Branch, The Society of Synthetic Organic Chemistry, Kyushu Yamaguchi Branch, The Electrochemical Society of Japan, Kyushu Branch, The Japan Society for Analytical Chemistry, Kyushu Branch, The Society of Polymer Science, Kyushu Branch, and The Society of Fiber Science and Technology, Western Branch, on July 2, 2022. Presented at the 59th Joint Kyushu Meeting of Chemical-Related Branches, co-hosted by The Agricultural Chemical Society of Japan, Western Japan Branch, The Society of Chemical Engineering, Kyushu Branch, The Chemical Society of Japan, Kyushu Branch, The Society of Synthetic Organic Chemistry, Kyushu Yamaguchi Branch, The Electrochemical Society of Japan, Kyushu Branch, The Japan Society for Analytical Chemistry, Kyushu Branch, The Society of Polymer Science, Kyushu Branch, and The Society of Fiber Science and Technology, Western Branch, held at the Kitakyushu International Conference Center.
本発明は、機能性成形体およびその製造方法に関する。特に、本発明は、ポリマーブラシ層を有し、このポリマーブラシ層に機能性基を設けることで、機能性基による、各種の対象物質の捕捉や濃縮などに適した機能性成形体に関する。 The present invention relates to a functional molded body and a manufacturing method thereof. In particular, the present invention relates to a functional molded body having a polymer brush layer and having functional groups on the polymer brush layer, which is suitable for capturing and concentrating various target substances by the functional groups.
近年発生しパンデミックを起こしたCOVID-19により、ウイルスに対する関心が高まり、下水モニタリングにより感染症の流行予測を行う、下水サーベイランス事業が日本含め諸外国にて実施されている。しかし、この技法では、感染者の糞便中でのコロナウイルス検出量が少ないため下水の濃縮が必要不可欠である他、採取から検出までのタイムラグ、操作方法の確立など課題点も多い。ウイルス濃縮技術として、(a)抗体法、(b)陰電荷膜濃縮法などが挙げられる。 The recent outbreak of COVID-19, which has caused a pandemic, has raised interest in viruses, and sewage surveillance projects to predict the spread of infectious diseases through sewage monitoring are being implemented in Japan and other countries. However, this technique requires concentration of sewage because the amount of coronavirus detected in the feces of infected individuals is low, and there are many issues, such as the time lag between collection and detection and the establishment of operating methods. Virus concentration techniques include (a) the antibody method and (b) the negative charge membrane concentration method.
(a)抗体法は、対象となるウイルスを特異的に認識する抗体を、基材の表面に吸着させる能動的吸着法または直接結合する受動的吸着法がある。前者の能動的吸着法は静電相互作用を主な駆動力としており、調製は簡便であるものの、吸着された抗体の剥離、構造変性による抗原結合サイトの遮蔽が生じる問題点がある。後者の受動的吸着法では、カルボキシ基やアミノ基を有する基材を二価性試薬により中間活性化状態とし、目的の抗体と共有結合を形成する手法であり、前述した能動的吸着法のような問題は生じない。しかし、基材表面への単層吸着であるため、抗原濃縮率は低いという問題点がある。 (a) The antibody method includes active adsorption, in which an antibody that specifically recognizes the target virus is adsorbed onto the surface of a substrate, and passive adsorption, in which the antibody is directly bound to the substrate. The former active adsorption method is driven primarily by electrostatic interactions, and although preparation is easy, it has problems with peeling of the adsorbed antibody and shielding of the antigen-binding site due to structural denaturation. The latter passive adsorption method is a technique in which a substrate having carboxyl or amino groups is brought into an intermediate activated state using a bivalent reagent to form a covalent bond with the target antibody, and does not have the problems of the active adsorption method described above. However, since it is a monolayer adsorption onto the substrate surface, there is a problem in that the antigen concentration rate is low.
(b)陰電荷膜濃縮法は、ウイルスが有する負電荷と、対となる陽電荷を有する膜を調製し、静電相互作用によってウイルスを吸着する。この方法は樹脂でも応用可能であり、非常に簡便な方法である一方、ウイルス以外の負電荷をもつ物質(例えばタンパク質)等も吸着してしまうため、濃縮効率が悪いという問題点がある。 (b) The negative charge membrane concentration method involves preparing a membrane that has a positive charge to match the negative charge of the virus, and adsorbing the virus through electrostatic interaction. This method can also be applied to resins and is a very simple method, but it has the problem of poor concentration efficiency because it also adsorbs negatively charged substances other than viruses (e.g. proteins).
また、近年、途上国では急速な産業発展に伴い、非鉄金属の生産や化石燃料の燃焼によって重金属を排出している。このように環境中に排出された重金属が生命にとって欠くことのできない資源である水を汚染している。急速な産業発展により濃いスモッグが発生し、大気、水、土壌、農産物が重金属によって汚染されるなど、環境に深刻な影響を及ぼしていると報告されている。つまり、重金属の汚染は、水中だけでなく、大気や雨を媒体とした移動によって土壌中にも生じる。 Furthermore, in recent years, rapid industrial development in developing countries has led to the emission of heavy metals through the production of non-ferrous metals and the burning of fossil fuels. Heavy metals thus emitted into the environment are polluting water, a resource essential to life. It has been reported that rapid industrial development has had a serious impact on the environment, producing thick smog and polluting the air, water, soil, and agricultural products with heavy metals. In other words, heavy metal pollution occurs not only in water, but also in the soil as it moves through the air and rain.
重金属の中でも、例えば水銀は、米国環境保護庁(EPA)によって規制されている有害汚染物質であり、生物蓄積性と非生物分解性に基づく毒性により、脳や神経などに疾患を引き起こすことが知られている。また水銀汚染の脅威は、水銀がメチル化されることによって引き起こされる健康被害である。このような背景のもと、商業目的による水銀の使用を世界的に減らすために「水銀輸出禁止法」が定められている。つまり、排水に含まれている水銀を除去処理できる技術が必要とされている。排水処理技術として、化学沈殿法、イオン吸着法、膜ろ過法などが適用されてきたが、低容量であることや、選択性が低いという問題点がある。 Among heavy metals, for example, mercury is a harmful pollutant regulated by the US Environmental Protection Agency (EPA), and is known to cause diseases in the brain and nerves due to its toxicity based on bioaccumulation and non-biodegradability. Another threat of mercury pollution is the health damage caused by mercury methylation. Against this background, the Mercury Export Ban Act was established to reduce the use of mercury for commercial purposes worldwide. In other words, technology that can remove mercury contained in wastewater is needed. Chemical precipitation, ion adsorption, membrane filtration, and other wastewater treatment technologies have been applied, but they have problems such as low capacity and low selectivity.
また、水銀をはじめとする有害金属を分析するためには高額な装置が使用されているが、現地において簡易的に測定するニーズが高まっている。しかし、この簡易テスター等での測定において、対象金属の濃度が低いため現地での測定が困難という問題がある。そのため、特定の有害金属を回収、濃縮する前処理用の材料開発が必要である。 Although expensive equipment is used to analyze hazardous metals such as mercury, there is a growing need for simple on-site measurement. However, there is an issue with measuring with these simple testers, in that the concentrations of the target metals are low, making on-site measurement difficult. For this reason, there is a need to develop pretreatment materials that can recover and concentrate specific hazardous metals.
水銀の濃縮には(c)活性炭、(d)溶媒抽出法、(e)イオン交換樹脂、(f)キレート樹脂、等が用いられている。 Methods used to concentrate mercury include (c) activated carbon, (d) solvent extraction, (e) ion exchange resins, and (f) chelating resins.
(c)活性炭は、水銀に対して高い吸着力を示す一方で、選択性が皆無であり、共存物質による濃縮の阻害や、吸着後の分離操作の面で問題がある。
(d)溶媒抽出法は、水銀と親和性の高い硫黄系の官能基を有する抽出剤を用いた手法であり、選択性は高いものの、大量の有機溶媒を使用すること、および分離操作が必要であるという問題がある。
(e)イオン交換樹脂を用いた濃縮の駆動力は静電相互作用であり、水銀以外の陽電荷を有する物質も吸着するため、選択性が著しく低いという問題がある。
(f)キレート樹脂は、水銀と親和性の高い硫黄系の官能基を樹脂内に固定したものであり、水銀選択性に優れている。一方で、官能基は樹脂の細孔表面に単層で存在するため、吸着容量を上げるためには大量の樹脂が必要になるという問題がある。
(c) While activated carbon exhibits a high adsorption capacity for mercury, it has no selectivity, and there are problems in terms of inhibition of concentration by coexisting substances and separation operations after adsorption.
(d) The solvent extraction method uses an extractant having a sulfur-based functional group, which has a high affinity for mercury. Although this method has high selectivity, it has problems such as the need to use a large amount of organic solvent and a separation procedure.
(e) The driving force for concentration using ion exchange resins is electrostatic interaction, and positively charged substances other than mercury are also adsorbed, resulting in a problem of extremely low selectivity.
(f) Chelate resins have sulfur-based functional groups that have a high affinity for mercury fixed inside the resin, and have excellent mercury selectivity. However, since the functional groups exist in a single layer on the pore surface of the resin, there is a problem that a large amount of resin is required to increase the adsorption capacity.
ところで、基材の表面等にグラフト重合したいわゆるポリマーブラシ等を設けて、様々な物性を付与することも検討されている。例えば、特許文献1は、ポリオレフィン、又はオレフィンとハロゲン化オレフィンの共重合体からなる基材膜に、電離性放射線を照射した後グリシジルメタクリレート又はグリシジルアクリレートを気相中でグラフトさせ、その後、必要に応じて酸性液で部分的にエポキシ基を開環させた後、アンモニアまたは有機アミンを付加させることを特徴とする、中性ヒドロキシル基とアニオン交換基とを有するアニオン選択吸着性多孔膜の製造方法を開示している。 Meanwhile, it has also been considered to provide various physical properties by providing so-called polymer brushes, etc., which are graft-polymerized on the surface of a substrate. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing an anion-selective adsorbent porous membrane having neutral hydroxyl groups and anion exchange groups, which is characterized in that a substrate membrane made of a polyolefin or a copolymer of an olefin and a halogenated olefin is irradiated with ionizing radiation, and then glycidyl methacrylate or glycidyl acrylate is grafted in the gas phase, and then, if necessary, epoxy groups are partially ring-opened with an acidic liquid, and then ammonia or an organic amine is added.
特許文献2は、ポリオレフィン、オレフィンとハロゲン化オレフィンの共重合体、又はポリフッ化ビニリデンからなる、実質的に3次元網目構造を有する多孔性基材膜に、電離性放射線を照射したのち、エポキシ基を有するビニルモノマーをグラフト重合させ、その後アルカリ性下でアルコール類又はフェノール類又はモノアミン類と反応させ、さらに残存エポキシ基をジオール化するような選択吸着性多孔膜の製造方法を開示している。 Patent Document 2 discloses a method for producing a selectively adsorptive porous membrane in which a porous substrate membrane having a substantially three-dimensional network structure, made of polyolefin, a copolymer of olefin and halogenated olefin, or polyvinylidene fluoride, is irradiated with ionizing radiation, and then a vinyl monomer having an epoxy group is graft-polymerized, and then reacted with alcohols, phenols, or monoamines under alkaline conditions, and the remaining epoxy groups are converted into diols.
前述のように、各種状況で、ウイルスや、重金属等を捕捉することが求められる場合がある。 As mentioned above, there are various situations where it may be necessary to capture viruses, heavy metals, etc.
本発明は、ウイルスや、重金属等を捕捉することができる機能性成形体を提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a functional molded body that can capture viruses, heavy metals, etc.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems, and discovered that the following invention meets the above objective, leading to the present invention. That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> 基材に電子線照射して前記基材の表層にラジカルを発生させる工程(A)と、
前記基材の表層のラジカルに、エポキシ基を有するポリマーブラシ用モノマーを反応させてポリマーブラシを二次重合し、前記基材の表層にポリマーブラシを設ける工程(B)と、
前記ポリマーブラシの前記エポキシ基に、導入用物質を反応させることで、前記ポリマーブラシに、前記導入用物質を用いたホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造を導入する工程(C)と、を有し、
前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである、機能性成形体の製造方法。
<2> 前記ポリマーブラシ用モノマーが、メタクリル酸グリシジル、または、アクリル酸グリシジルである前記<1>に記載の製造方法。
<3> 前記導入する工程(C)における前記導入用物質として、ジアミン化合物、タンパク質架橋剤および機能性物質とを用いるものであり、
前記導入する工程(C)が、前記ポリマーブラシの前記エポキシ基とジアミン化合物を反応させて前記ジアミン化合物由来のアミノ基を結合させる工程(C-1)と、
前記アミノ基と反応する前記タンパク質架橋剤を反応させる工程(C-2)と、
前記タンパク質架橋剤と反応する前記機能性物質を反応させる工程(C-3)を行う、前記<2>に記載の製造方法。
<4> 前記タンパク質架橋剤が、二価性試薬および/またはジアルデヒド化合物であり、前記機能性物質が、機能性タンパク質であるである、前記<3>に記載の製造方法。
<5> 前記二価性試薬が、N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium saltであり、前記ジアルデヒド化合物が、グルタルアルデヒドである前記<4>に記載の製造方法。
<6> 前記導入用物質が、アミンおよび硫黄原子を含む構造を有する含硫黄アミン系化合物であり、前記ホスト構造が、前記含硫黄アミン系化合物に由来する窒素原子と硫黄原子とを有する前記<2>に記載の製造方法。
<7> 前記含硫黄アミン系化合物における前記硫黄原子を含む構造が、チオール、スルフィド、およびジチオカルボン酸からなる群から選択されるいずれかである前記<6>に記載の製造方法。
<8> 前記含硫黄アミン系化合物が、4-イミダゾールジチオカルボン酸、3-メチルチオプロピルアミン、2-アミノエタンチオール、および2,2´-チオビスエチルアミンからなる群から選択される1以上の物質である、前記<7>に記載の製造方法。
<9> 基材と、前記基材の表層に設けられたポリマーブラシ層と、前記ポリマーブラシ層に導入されたホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造と、を有し、
前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである、機能性成形体。
<1> A step (A) of irradiating a substrate with an electron beam to generate radicals on a surface layer of the substrate;
a step (B) of reacting a monomer for polymer brushes having an epoxy group with the radicals of the surface layer of the substrate to secondary polymerize the polymer brushes, thereby providing the polymer brushes on the surface layer of the substrate;
and (C) a step of reacting a substance to be introduced with the epoxy group of the polymer brush to introduce a functional structure to the polymer brush, the functional structure being a host structure for a host-guest reaction using the substance to be introduced,
The method for producing a functional molded article, wherein the host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
<2> The method according to <1>, wherein the monomer for the polymer brush is glycidyl methacrylate or glycidyl acrylate.
<3> The method uses a diamine compound, a protein crosslinking agent and a functional substance as the substance to be introduced in the introducing step (C),
The step (C) of introducing includes a step (C-1) of reacting the epoxy group of the polymer brush with a diamine compound to bond an amino group derived from the diamine compound;
a step (C-2) of reacting the protein crosslinking agent that reacts with the amino group;
The method according to <2>, further comprising the step (C-3) of reacting the functional substance with the protein crosslinking agent.
<4> The method according to <3>, wherein the protein crosslinking agent is a bifunctional reagent and/or a dialdehyde compound, and the functional substance is a functional protein.
<5> The method according to <4>, wherein the bifunctional reagent is N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt, and the dialdehyde compound is glutaraldehyde.
<6> The method according to <2>, wherein the substance to be introduced is a sulfur-containing amine-based compound having a structure containing an amine and a sulfur atom, and the host structure has a nitrogen atom and a sulfur atom derived from the sulfur-containing amine-based compound.
<7> The method according to <6>, wherein the structure containing a sulfur atom in the sulfur-containing amine compound is any one selected from the group consisting of thiol, sulfide, and dithiocarboxylic acid.
<8> The method according to <7>, wherein the sulfur-containing amine compound is one or more substances selected from the group consisting of 4-imidazoledithiocarboxylic acid, 3-methylthiopropylamine, 2-aminoethanethiol, and 2,2'-thiobisethylamine.
<9> A substrate, a polymer brush layer provided on a surface layer of the substrate, and a functional structure that serves as a host structure for a host-guest reaction and is introduced into the polymer brush layer,
The host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
本発明の機能性成形体は、ウイルスや、重金属等を捕捉することができる。 The functional molded article of the present invention can capture viruses, heavy metals, etc.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「~」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。 The following describes in detail the embodiment of the present invention, but the description of the constituent elements described below is one example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following content as long as the gist of the present invention is not changed. Note that when the expression "~" is used in this specification, it is used as an expression including the numerical values before and after it.
[本発明の機能性成形体の製造方法]
本発明の機能性成形体の製造方法は、基材に電子線照射して前記基材の表層にラジカルを発生させる工程(A)と、前記基材の表層のラジカルに、エポキシ基を有するポリマーブラシ用モノマーを反応させてポリマーブラシを二次重合し、前記基材の表層にポリマーブラシを設ける工程(B)と、前記ポリマーブラシの前記エポキシ基に、導入用物質を反応させることで、前記ポリマーブラシに、前記導入用物質を用いたホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造を導入する工程(C)と、を有し、前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである。本願において、本発明の機能性成形体の製造方法を、単に、本発明の製造方法と呼ぶ場合がある。
[Method of producing the functional molded article of the present invention]
The method for producing a functional molded body of the present invention includes the steps of: (A) irradiating a substrate with an electron beam to generate radicals on the surface layer of the substrate; (B) reacting a monomer for polymer brush having an epoxy group with the radicals on the surface layer of the substrate to secondary polymerize the polymer brush and provide the polymer brush on the surface layer of the substrate; and (C) reacting a substance for introduction with the epoxy group of the polymer brush to introduce a functional structure to the polymer brush, which is a host structure for a host-guest reaction using the substance for introduction, and the host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction. In the present application, the method for producing a functional molded body of the present invention may be simply referred to as the method for producing the functional molded body of the present invention.
[本発明の機能性成形体]
本発明の機能性成形体は、基材と、前記基材の表層に設けられたポリマーブラシ層と、前記ポリマーブラシ層に導入されたホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造と、を有し、前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである、機能性成形体である。
[Functional Molded Article of the Present Invention]
The functional molded article of the present invention has a substrate, a polymer brush layer provided on the surface layer of the substrate, and a functional structure that serves as a host structure for a host-guest reaction introduced into the polymer brush layer, wherein the host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
なお、本願において本発明の機能性成形体の製造方法により本発明の機能性成形体を得ることもでき、本願においてそれぞれに対応する構成は相互に利用することができる。 In addition, the functional molded body of the present invention can also be obtained by the manufacturing method of the functional molded body of the present invention in this application, and the corresponding configurations in this application can be used mutually.
電子線グラフト重合法とは、高分子材料(基材)に電子線を照射することにより、炭素-水素間(C-H間)の結合を解離し、発生したラジカルにビニルモノマーを接触させて付加重合を進行させる手法である。反応したビニルモノマー中のC=C結合は切断され、片方は基材と結合、もう片方はラジカルとなり新たな反応点となる。 Electron beam graft polymerization is a method in which a polymeric material (substrate) is irradiated with an electron beam to dissociate carbon-hydrogen (C-H) bonds, and then vinyl monomers are brought into contact with the generated radicals to cause addition polymerization. The C=C bond in the reacted vinyl monomer is broken, one side bonds with the substrate, and the other side becomes a radical and becomes a new reaction point.
こうして付加重合的に高分子の鎖、つまりグラフト鎖が基材上で伸長していき、これに化学修飾することで新たな官能基を導入できる。つまり、硫黄原子を有する分子を導入することで、水銀に対して吸着性能を示すフィルターの開発ができると考えた。 In this way, polymer chains, or graft chains, grow on the substrate through addition polymerization, and new functional groups can be introduced by chemically modifying these chains. In other words, the researchers thought that by introducing molecules containing sulfur atoms, it would be possible to develop a filter that exhibits mercury adsorption properties.
本発明者らは、重金属として水銀を対象として、水銀と親和性の高い硫黄原子を有する分子を中空糸膜に高密度固定化することで、水銀を高効率・高速に回収できるフィルター等の開発を行い、この知見から、重金属を捕捉することができる機能性膜を得た。 The inventors have targeted mercury as a heavy metal and developed filters and other devices that can recover mercury efficiently and quickly by densely immobilizing molecules containing sulfur atoms, which have a high affinity for mercury, onto a hollow fiber membrane. Based on this knowledge, they have obtained a functional membrane that can capture heavy metals.
さらに、本発明者らは、平膜に二価性試薬を導入し、ターゲットとなるウイルスの抗体を高密度に固定化することで、低濃度のウイルスを高感度・高収率で捕捉可能な機能材料の開発を行い、この知見から、ウイルスを捕捉することができる機能性膜を得た。
本発明は、これらの知見に基づく。
Furthermore, the inventors developed a functional material that can capture low concentrations of viruses with high sensitivity and high yield by introducing a bivalent reagent into a flat membrane and immobilizing antibodies to the target virus at a high density, and based on this knowledge, they obtained a functional membrane that can capture viruses.
The present invention is based on these findings.
図1は、本発明の機能性成形体の製造方法の例のフロー図である。
ステップS11は、基材の表層にラジカルを発生させる工程である。
ステップS21は、表層のラジカルを利用して、表層にポリマーブラシを設ける工程である。
ステップS31は、ポリマーブラシに機能性基を導入する工程である。これにより、基材となる成形体の表層に機能性基を有する機能性成形体を得ることができる。
FIG. 1 is a flow diagram of an example of the method for producing a functional molded article of the present invention.
Step S11 is a process of generating radicals on the surface layer of the substrate.
Step S21 is a process of providing a polymer brush on the surface layer by utilizing radicals on the surface layer.
Step S31 is a process of introducing functional groups into the polymer brush, thereby obtaining a functional molded article having functional groups on the surface layer of the molded article serving as the substrate.
図2は、本発明の機能性成形体の製造方法のフローを示す概要図である。ここでは、ポリエチレンを用いた膜状の基材に電子線を照射している。これにより、表層にラジカルが発生する。このラジカルに、反応性モノマーを二次重合して、ポリマーブラシを得る。このポリマーブラシに、機能性基を導入することで、高密度に機能性基が配置された機能性膜を得ることができる。 Figure 2 is a schematic diagram showing the flow of the method for producing a functional molded body of the present invention. Here, an electron beam is irradiated onto a film-like substrate made of polyethylene. This generates radicals on the surface layer. A reactive monomer is then secondary polymerized onto these radicals to obtain a polymer brush. By introducing functional groups into this polymer brush, a functional film in which the functional groups are densely arranged can be obtained.
[ラジカルを発生させる工程(A)]
ラジカルを発生させる工程(A)は、基材の表層にラジカルを発生させる工程である。基材は、C-H構造を有する樹脂を用いる。このC-H構造に、電子線を照射することで、H原子を切り離し、C・のラジカルを基材の表層に発生させる。ラジカルを発生させる程度は、基材の形状や、物性、ポリマーブラシを設けたい程度などに応じて適宜設定される。ラジカル化の程度は、電子線の照射量などを目安に設定される。
[Step (A) of generating radicals]
The step (A) of generating radicals is a step of generating radicals on the surface layer of the substrate. A resin having a C-H structure is used as the substrate. By irradiating this C-H structure with an electron beam, H atoms are separated and C. radicals are generated on the surface layer of the substrate. The degree of radical generation is appropriately set depending on the shape and physical properties of the substrate, the degree to which the polymer brush is desired to be provided, and the like. The degree of radicalization is set based on the irradiation dose of the electron beam, and the like.
[基材]
本発明の機能性成形体は、基材となる成形体に、機能性基を導入したものである。基材は、電子線照射によりラジカルを発生させることができ、使用条件において任意の形状を維持する成形体となるものを広く使用できる。基材は、より具体的には、基材はC-H構造を有する樹脂の成形体である。
[Substrate]
The functional molded article of the present invention is a molded article having functional groups introduced thereinto as a substrate. The substrate can be any molded article capable of generating radicals by electron beam irradiation and capable of maintaining any shape under the conditions of use. More specifically, the substrate is a molded article of a resin having a C-H structure.
基材の材質は、例えば、ポリオレフィン系樹脂であるポリエチレンや、ポリプロピレン;ポリスチレン系樹脂であるポリスチレンや、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂);ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;アクリル系樹脂;ポリアミド;ポリカーボネート;ポリアリルエステル;ポリイミド;ポリアセテール;ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン;ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド;セルロースなどを用いることができる。 Materials that can be used for the substrate include, for example, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene resins such as polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin); polyvinyl chloride; polyvinylidene chloride; acrylic resins; polyamide; polycarbonate; polyallyl ester; polyimide; polyacetate; polyether ketone, polyether sulfone; polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide; cellulose, and the like.
特に、汎用性や、入手しやすさ、加工しやすさ、ラジカルの発生やポリマーブラシの二次重合などに適したものであることが好ましい。このようなものとして、ポリエチレンなどが特に適している。 In particular, it is preferable for the material to be versatile, readily available, easy to process, and suitable for generating radicals and secondary polymerization of polymer brushes. Polyethylene is particularly suitable for such purposes.
基材の形状は、任意の成形体を用いることができる。基材の形状としては、例えば、膜状や、シート状、板状のような平面的なものや、中空糸膜や、ブロック、筒、管、容器状などの立体的なもの、繊維状のものなど、ゲスト物質である捕捉対象を想定した用途に適した任意のものとすることができる。 The shape of the substrate can be any molded object. The shape of the substrate can be any shape suitable for the intended use of the guest substance to be captured, such as planar shapes such as membranes, sheets, and plates, three-dimensional shapes such as hollow fiber membranes, blocks, cylinders, tubes, and containers, and fibrous shapes.
本発明の製造方法等に用いる、代表的な基材としては、ポリエチレンの膜やフィルム、中空糸膜などが適している。 Typical substrates suitable for use in the manufacturing method of the present invention include polyethylene membranes, films, and hollow fiber membranes.
[電子線照射]
本発明の製造方法は、基材に、電子線照射してラジカルを発生させる。電子線を照射する手段は特に限定されず、基材の形状や、基材の表層をラジカル化させたい程度に合わせて、適宜選択される。電子線の照射は、吸収線量を目安とすることができ、例えば、10kGy~1,000kGy程度や、50kGy~~500kGy程度、100kGy~300kGy程度を目安とすることができる。
[Electron beam irradiation]
In the manufacturing method of the present invention, the substrate is irradiated with an electron beam to generate radicals. The means for irradiating the electron beam is not particularly limited, and is appropriately selected according to the shape of the substrate and the degree to which the surface layer of the substrate is desired to be radicalized. The electron beam irradiation can be based on the absorbed dose, and can be based on, for example, about 10 kGy to 1,000 kGy, about 50 kGy to 500 kGy, or about 100 kGy to 300 kGy.
[ポリマーブラシを設ける工程(B)]
ポリマーブラシを設ける工程(B)は、工程(A)の後に、基材の表層のラジカルを利用して、ポリマーブラシ用モノマーを二次重合したポリマーブラシを設ける工程である。
[Step (B) of Providing Polymer Brushes]
The step (B) of providing a polymer brush is a step of providing a polymer brush by secondary polymerization of a monomer for polymer brush using radicals on the surface layer of the base material after the step (A).
[ポリマーブラシ用モノマー]
ポリマーブラシ用モノマーは、ポリマーブラシを形成するためのモノマーである。また、ポリマーブラシ用モノマーは、二次重合を行ってポリマーブラシを形成したとき、エポキシ基が残存するものが用いられる。
[Monomer for polymer brushes]
The monomer for the polymer brush is a monomer for forming a polymer brush, and the monomer for the polymer brush is one that leaves an epoxy group when the polymer brush is formed by secondary polymerization.
ポリマーブラシ用モノマーとしては、例えば、エポキシ基を有するビニルモノマーを用いることができる。この場合、ビニル基が二次重合してポリマーブラシを形成し、このポリマーブラシはエポキシ基を有するものとなる。 As a monomer for the polymer brush, for example, a vinyl monomer having an epoxy group can be used. In this case, the vinyl group undergoes secondary polymerization to form a polymer brush, and this polymer brush has an epoxy group.
ポリマーブラシ用モノマーの具体例としては、メタクリル酸グリシジル(GMA)や、アクリル酸グリシジルなどが挙げられる。特に、メタクリル酸グリシジルは、ポリマーブラシを形成し、かつ、エポキシ基を有するものとなるため、本発明の製造方法に適している。 Specific examples of monomers for polymer brushes include glycidyl methacrylate (GMA) and glycidyl acrylate. In particular, glycidyl methacrylate is suitable for the manufacturing method of the present invention because it forms a polymer brush and has an epoxy group.
[二次重合]
二次重合は、基材の表層のラジカルに、ポリマーブラシ用モノマーを重合させてポリマーブラシとする反応である。ラジカルを発生させた基材を、ポリマーブラシ用モノマーと接触させることで、基材のラジカルと、ポリマーブラシ用モノマーとが反応して、二次重合が起こり、基材の表層にポリマーブラシを形成することができる。
[Secondary Polymerization]
The secondary polymerization is a reaction in which a monomer for polymer brushes is polymerized with radicals on the surface layer of a substrate to form a polymer brush. By contacting the substrate in which radicals have been generated with the monomer for polymer brushes, the radicals on the substrate react with the monomer for polymer brushes to cause secondary polymerization, and a polymer brush can be formed on the surface layer of the substrate.
二次重合する手段は、基材の形状や、ラジカルの程度や状態、ポリマーブラシ用モノマーの種類などに合わせて適宜設定できる。二次重合にあたっては、適宜、ラジカルにポリマーブラシ用モノマーが接触する機会が増えるようにポリマーブラシ用モノマーの流動性の調整や、副反応や阻害反応を防止するための周辺条件等の調整、反応を促進するためのエネルギーの付加などを行うことができる。 The means for secondary polymerization can be appropriately set according to the shape of the substrate, the degree and state of the radicals, the type of monomer for the polymer brush, etc. In the secondary polymerization, it is possible to adjust the fluidity of the monomer for the polymer brush so that the monomer for the polymer brush has more opportunities to come into contact with the radicals, adjust the surrounding conditions to prevent side reactions and inhibitory reactions, add energy to promote the reaction, etc.
例えば、流動性等の観点から、ポリマーブラシ用モノマーは、適宜、溶媒と混合した混合溶液として二次重合に用いることができる。また、周辺条件等の観点から、窒素置換や、減圧状態で行い、酸素や空気を低減等することができる。また、超音波の照射や、加熱、振盪などを適宜行ってもよい。 For example, from the viewpoint of fluidity, the monomer for polymer brushes can be used for secondary polymerization as a mixed solution mixed with a solvent as appropriate. From the viewpoint of ambient conditions, the secondary polymerization can be performed under nitrogen replacement or reduced pressure to reduce oxygen and air. Ultrasonic irradiation, heating, shaking, etc. can also be performed as appropriate.
ポリマーブラシ用モノマーが、二次重合に用い尽くされることで、反応は停止する。反応停止までの条件としては、時間などで管理できるが、適宜、洗浄などを行って反応しにくい条件への変更や、ポリマーブラシ用モノマー濃度の把握などを行って、反応停止してもよい。 The reaction stops when the monomer for the polymer brush is used up in the secondary polymerization. The conditions until the reaction stops can be controlled by time, but the reaction can also be stopped by changing the conditions to make the reaction less likely by washing, or by understanding the concentration of the monomer for the polymer brush.
[ポリマーブラシ]
本発明の機能性成形体は、基材の表層に、ポリマーブラシを有する。ポリマーブラシは、ポリマーブラシ用モノマーが重合されたポリマーを用いたものであり、その主鎖の一端は、基材のラジカルに反応して、基材に結合している。ポリマーブラシは、二次重合前後の乾燥重量の重量増加量をグラフト重合の目安とすることができる。
[Polymer brush]
The functional molded article of the present invention has a polymer brush on the surface layer of a substrate. The polymer brush is made of a polymer obtained by polymerizing a monomer for the polymer brush, and one end of the main chain of the polymer brush reacts with a radical of the substrate and bonds to the substrate. The increase in the dry weight of the polymer brush before and after secondary polymerization can be used as an indicator of graft polymerization.
[機能性基を導入する工程(C)]
機能性基を導入する工程(C)は、工程(B)の後に、ポリマーブラシに、ホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造を導入する工程である。
[Step (C) of introducing functional groups]
The step (C) of introducing a functional group is a step, which is carried out after the step (B), of introducing a functional structure, which serves as a host structure in a host-guest reaction, into the polymer brush.
[ホストゲスト反応]
ホストゲスト反応は、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかとすることができる。
[Host-guest reaction]
The host-guest reaction can be any reaction selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
[ホスト構造の導入]
ホスト構造となる機能性構造の導入は、導入用物質を用いて行う。導入用物質は、ポリマーブラシのエポキシ基と反応する構造を有する物質である。導入用物質は、それ自身がホスト構造となる機能性構造を有するものでもよい。または、導入用物質として、ホスト構造となる機能性構造を有する物質と反応させるための結合用の化合物と、それ自身がホスト構造となる機能性構造を有する化合物とを用いて、これらを順次反応させて機能性構造を導入してもよい。
[Introduction of host structure]
The introduction of the functional structure that will become the host structure is carried out using an introduction substance. The introduction substance is a substance having a structure that reacts with the epoxy group of the polymer brush. The introduction substance may itself have a functional structure that will become the host structure. Alternatively, as the introduction substance, a bonding compound for reacting with a substance having a functional structure that will become the host structure and a compound having a functional structure that will become the host structure may be used, and these may be reacted in sequence to introduce the functional structure.
[タンパク質架橋剤を用いたホスト構造の導入]
導入する工程(C)における導入用物質として、ジアミン化合物、タンパク質架橋剤および機能性物質を用いるものであり、前記導入する工程(C)が、前記ポリマーブラシの前記エポキシ基とジアミン化合物を反応させて前記ジアミン化合物由来のアミノ基を結合させる工程(C-1)と、前記アミノ基と反応する前記タンパク質架橋剤を反応させる工程(C-2)と、前記タンパク質架橋剤と反応する前記機能性物質を反応させる工程(C-3)を行うものとすることができる。
[Introduction of host structures using protein cross-linking agents]
A diamine compound, a protein crosslinking agent, and a functional substance are used as the substances to be introduced in the introducing step (C), and the introducing step (C) can include a step (C-1) of reacting the epoxy group of the polymer brush with a diamine compound to bond an amino group derived from the diamine compound, a step (C-2) of reacting the protein crosslinking agent which reacts with the amino group, and a step (C-3) of reacting the functional substance which reacts with the protein crosslinking agent.
工程(C-1)は、まず、ポリマーブラシのエポキシ基を、エチレンジアミンなどのジアミン化合物を反応させるものである。これにより、ポリマーブラシに導入したアミノ基(アミン、-NH2)は、工程(C-2)でタンパク質架橋剤との反応に利用することができる。 In step (C-1), the epoxy groups of the polymer brush are first reacted with a diamine compound such as ethylenediamine, so that the amino groups (amine, -NH 2 ) introduced into the polymer brush are available for reaction with a protein crosslinking agent in step (C-2).
[ジアミン化合物]
ジアミン化合物は、分子内に2個のアミノ基をもつ化合物である。式(1)は、ジアミン化合物の例についてその構造式を一般化したものである。式(1)は、アミノ基(-NH2)を2つ有する。式(1)のR1は、各アミンを結合する構造である。R1は、例えば、炭素数1~12のアルキレン基(-CnH2n-)とすることができる。R1は、炭素数1~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基が特に好ましい。ジアミン化合物は、例えばエチレンジアミンなどを用いることができる。
[Diamine compound]
A diamine compound is a compound having two amino groups in the molecule. Formula (1) is a generalized structural formula of an example of a diamine compound. Formula (1) has two amino groups (-NH 2 ). R 1 in formula (1) is a structure that bonds each amine. R 1 can be, for example, an alkylene group (-C n H 2n -) having 1 to 12 carbon atoms. R 1 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. For example, ethylenediamine can be used as the diamine compound.
[タンパク質架橋剤]
タンパク質架橋剤は、タンパク質構造を架橋するものとして利用されているものである。特に、タンパク質に含まれるアミン構造などに結合するものなどが用いられている。本発明では、プリマーブラシに、ジアミン化合物を用いて導入したアミン構造に、タンパク質架橋剤を反応させて、そのタンパク質架橋剤の一方を結合する。
[Protein crosslinking agent]
Protein crosslinking agents are used to crosslink protein structures. In particular, those that bind to amine structures contained in proteins are used. In the present invention, a protein crosslinking agent is reacted with an amine structure introduced into a primer brush using a diamine compound, and one side of the protein crosslinking agent is bound to the amine structure.
[二価性試薬]
タンパク質架橋剤は、二価性試薬を用いることができる。二価性試薬は、2つの官能基を有する試薬で、イムノアッセイやタンパク質研究などで広く利用される。二価性試薬は、「Nヒドロキシスクシンイミド活性エステル」(NHSエステル)や、「スルホン酸を含有するNヒドロキシスクシンイミド活性エステル」(Sulfo-NHSエステル)、「マレイミド基」を有する化合物とすることができる。NHSエステルと、Sulfo-NHSエステルは、その構造の一部が共通するためNHSエステル等と呼ぶ場合がある。この二価性試薬は、ポリマーブラシに導入したアミン構造(-NH2)と、NHSエステル等やマレイミド基が反応して、ポリマーブラシに伸長するように接続する。また、他端側のNHSエステル等やマレイミド基が、一次抗体などタンパク質と結合する。
[Bifunctional Reagents]
A bifunctional reagent can be used as the protein crosslinking agent. A bifunctional reagent is a reagent having two functional groups, and is widely used in immunoassays, protein research, and the like. The bifunctional reagent can be an "N-hydroxysuccinimide active ester" (NHS ester), an "N-hydroxysuccinimide active ester containing sulfonic acid" (Sulfo-NHS ester), or a compound having a "maleimide group." NHS ester and Sulfo-NHS ester are sometimes called NHS esters, etc., because they share a portion of their structure. This bifunctional reagent reacts with the amine structure (-NH 2 ) introduced into the polymer brush and is connected to the polymer brush so as to extend. The NHS ester, etc., or the maleimide group on the other end binds to a protein, such as a primary antibody.
式(2-1)や、式(2-2)は、二価性試薬の例についてその構造式を一般化したものである。式(2-1)は、マレイミド基と、NHSエステルを有する。式(2-2)は、マレイミド基と、Sulfo-NHSエステルを有する。式(2-1)と式(2-2)は、それぞれ異なる構造を組み合わせているが、双方にNHSエステル等を有するものとしてもよい。式(2-1)、式(2-2)において、R21、R22は、各構造を結合する構造である。 Formula (2-1) and formula (2-2) are generalized structural formulas of examples of bifunctional reagents. Formula (2-1) has a maleimide group and an NHS ester. Formula (2-2) has a maleimide group and a sulfo-NHS ester. Formula (2-1) and formula (2-2) combine different structures, but both may have an NHS ester or the like. In formula (2-1) and formula (2-2), R 21 and R 22 are structures that bond the respective structures.
R21と、R22は、それぞれ、独立に、例えば、炭素数1~20のアルキレン基(-CnH2n-)とすることができる。R21やR22は、炭素数4~14のアルキレン基が好ましく、炭素数8~12のアルキレン基が特に好ましい。 R 21 and R 22 can each independently be, for example, an alkylene group (-C n H 2n -) having 1 to 20 carbon atoms. R 21 and R 22 are preferably alkylene groups having 4 to 14 carbon atoms, and particularly preferably alkylene groups having 8 to 12 carbon atoms.
このような二価性試薬としては、例えば、同仁化学社製の「Hetero-bifunctional Reagents」や、「Homo-bifunctional Reagents」のような二価性試薬などを用いることができる。 As such a bifunctional reagent, for example, bifunctional reagents such as "Hetero-bifunctional Reagents" and "Homo-bifunctional Reagents" manufactured by Dojindo Chemical Industries, Ltd. can be used.
「Hetero-bifunctional Reagents」は、1級アミノ基と反応するNHSエステル(OSu)基等と、チオール(SH基)と反応するマレイミド基を有する試薬群である。「Homo-bifunctional Reagents」は、2つのNHSエステルを有する試薬群である。これらは、近接した2つのタンパク質を結合したり、アミノ基を有する化合物をアミノ基反応性にする際などに活用できる。特に、一方の構造がポリマーブラシ側の構造と結合し、他方が機能性タンパク質と結合するように選択的な反応が期待される、Hetero-bifunctional Reagentsが好ましい。 "Hetero-bifunctional Reagents" is a group of reagents that have an NHS ester (OSu) group that reacts with primary amino groups, and a maleimide group that reacts with thiols (SH groups). "Homo-bifunctional Reagents" is a group of reagents that have two NHS esters. These can be used to bind two proteins that are close to each other, or to make a compound that has an amino group reactive to the amino group. In particular, hetero-bifunctional reagents are preferred, as they are expected to react selectively, with one structure binding to the structure on the polymer brush side and the other binding to a functional protein.
二価性試薬は、例えば、「N-(6-Maleimidocaproyloxy)succinimide」、「N-(4-Maleimidobutyryloxy)succinimide」、「N-(6-Maleimidocaproyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt」、「N-(4-Maleimidobutyryloxy)sulfosuccinimide, sodium salt」、「N-(8-Maleimidocapryloxy)sulfosuccinimide, sodium salt」、「N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt」、「N-[(4-Maleimidomethyl)cyclohexylcarbonyloxy]sulfosuccinimide, sodium salt」などを用いることができる。特に、「N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt」(Sulfo-KMUS)などが好ましく、このようなアルキル基が長く、ポリマーブラシから離れた場所にエポキシ基があり、立体阻害が生じにくく機能性物質を取り付けやすいと考えられる。 Examples of bifunctional reagents that can be used include "N-(6-Maleimidocaproyloxy)succinimide", "N-(4-Maleimidobutyryloxy)succinimide", "N-(6-Maleimidocaproyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt", "N-(4-Maleimidobutyryloxy)sulfosuccinimide, sodium salt", "N-(8-Maleimidocapryloxy)sulfosuccinimide, sodium salt", "N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt", and "N-[(4-Maleimidomethyl)cyclohexylcarbonyloxy]sulfosuccinimide, sodium salt". In particular, "N-(11-Maleimidoundecanoyloxy)sulfosuccinimide, sodium salt" (Sulfo-KMUS) is preferred, as it has a long alkyl group and an epoxy group located away from the polymer brush, which is thought to be less likely to cause steric hindrance and easier to attach functional substances.
また、二価性試薬としては、「Bis(sulfosuccinimidyl)suberate, disodium salt」、「Dithiobis(succinimidyl undecanoate)」、「Dithiobis(succinimidyl hexanoate)」、「Dithiobis(succinimidyl propionate)」、「Dithiobis(sulfosuccinimidyl propionate), disodium salt」などを用いることができる。 Bifunctional reagents that can be used include "Bis(sulfosuccinimidyl)suberate, disodium salt", "Dithiobis(succinimidyl undecanoate)", "Dithiobis(succinimidyl hexanoate)", "Dithiobis(succinimidyl propionate)", and "Dithiobis(sulfosuccinimidyl propionate), disodium salt".
[ジアルデヒド化合物]
タンパク質架橋剤は、ジアルデヒド化合物を用いることができる。ジアルデヒド化合物は、分子内に2個のアルデヒド基をもつ化合物である。式(3)は、ジアルデヒド化合物の例についてその構造式を一般化したものである。式(3)の構造は、アルデヒドを2つ有する。式(3)のR2は、各アルデヒドを結合する構造である。R3は、例えば、炭素数1~12のアルキレン基(-CnH2n-)とすることができる。R3は、炭素数1~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基が特に好ましい。ジアルデヒド化合物は、例えばグルタルアルデヒド(1,5-ペンタンジアール)などを用いることができる。
[Dialdehyde compounds]
The protein crosslinking agent may be a dialdehyde compound. A dialdehyde compound is a compound having two aldehyde groups in the molecule. Formula (3) is a generalized structural formula of an example of a dialdehyde compound. The structure of formula (3) has two aldehydes. R 2 in formula (3) is a structure that bonds each aldehyde. R 3 may be, for example, an alkylene group (-C n H 2n -) having 1 to 12 carbon atoms. R 3 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. For example, glutaraldehyde (1,5-pentanedial) may be used as the dialdehyde compound.
本発明は、タンパク質架橋剤を用いて、機能性タンパク質をポリマーブラシに結合させることができる。この機能性タンパク質としては、例えば、プロテインGや、プロテインA、プロテインL、レクチン、抗体などを対象とすることができる。また、これらの機能性タンパク質は、適宜、抗体を付加したり、糖鎖をとらえたりするものとするなど、適宜、修飾して用いることができる。 The present invention can use a protein crosslinking agent to bind a functional protein to a polymer brush. Examples of such functional proteins include protein G, protein A, protein L, lectins, and antibodies. These functional proteins can also be modified as needed, for example, by adding an antibody or capturing a glycan.
また、タンパク質架橋剤として、二価性試薬を用いる場合は、二価性試薬と反応し、ホスト構造を有する機能性物質をさらに用いる。このような機能性物質としては、抗体構造を有する物質、または、レセプター構造を有する物質を用いることができる。 When a bifunctional reagent is used as the protein crosslinking agent, a functional substance that reacts with the bifunctional reagent and has a host structure is also used. Such a functional substance may be a substance with an antibody structure or a substance with a receptor structure.
[抗体]
抗体としては、例えば、IgG抗体や、IgM、IgA、IgD、IgEなどの免疫グロブリンを用いることができる。また、さらに、二次抗体などを結合させてもよい。
[antibody]
The antibody may be, for example, an IgG antibody or an immunoglobulin such as IgM, IgA, IgD, or IgE. Furthermore, a secondary antibody or the like may be bound to the antibody.
[レセプター構造]
また、レセプター・リガンド反応の、レセプター構造を導入するものとしてもよい。リガンドは、酵素に対する低分子基質や、ホルモンなどを対象とすることができる。レセプター構造は、これらのリガンドに対応する構造である。例えば、ビオチン、アビジンなどを用いることもできる。
[Receptor structure]
In addition, a receptor structure of a receptor-ligand reaction may be introduced. The ligand may be a low molecular weight substrate for an enzyme, a hormone, or the like. The receptor structure is a structure corresponding to these ligands. For example, biotin, avidin, or the like may be used.
[抗体固定の計測]
エポキシ基にアミノ基またはチオール基を有する分子を反応させ、さらに二価性試薬を固定化する。この二価性試薬に抗体を直接結合することで、抗体固定化膜を作製することができる。本発明では、基材から三次元的に伸びた高濃度ポリマーブラシに、二価性試薬を介して抗体を直接結合するため、単位面積当たりの抗体の量が高いことから、従来の抗体が単層固定化された材料に比べ、ウイルス捕捉量が高いものとなる。
[Measurement of antibody immobilization]
A molecule having an amino group or a thiol group is reacted with the epoxy group, and then a bivalent reagent is immobilized. An antibody-immobilized membrane can be produced by directly binding an antibody to this bivalent reagent. In the present invention, the antibody is directly bound to a high-concentration polymer brush extending three-dimensionally from a substrate via a bivalent reagent, and therefore the amount of antibody per unit area is high, resulting in a higher amount of virus capture than conventional materials with a monolayer of antibody immobilized thereon.
基材に対して抗体を三次元的に高濃度で積層固定できるため、抗体が単層固定されたものよりも単位面積あたりの抗原濃縮率が高い。また、二価性試薬(クロスリンカー)を介してポリマーブラシと抗体を直接結合するため、能動吸着のような電荷による変性および抗体の剥離が生じづらい。
本発明の機能性成形体は、例えば、イムノクロマト法、PCR法、下水道サーベイランスなどに利用して、ウイルス濃縮効率を向上することができる。
Since the antibody can be immobilized on the substrate in a three-dimensional layer at a high concentration, the antigen concentration rate per unit area is higher than that of a monolayer antibody. In addition, since the antibody is directly bonded to the polymer brush via a bivalent reagent (crosslinker), denaturation due to electric charge and peeling of the antibody, which occur in active adsorption, are unlikely to occur.
The functional molded article of the present invention can be used, for example, in immunochromatography, PCR, sewer surveillance, and the like, to improve virus concentration efficiency.
既存のウイルス濃縮材よりも圧倒的に高い濃縮効率を実現できるため、イムノクロマト法やPCR法の感度向上が期待できる。下水道サーベイランスに適用した場合、まだ確立されていないCOVID-19用の新しい濃縮材となる可能性がある。また、1種類の基材に対して複数の抗体を一度に固定化することができるため、ウイルスのマルチプレックス解析への応用が期待できる。本発明の技術は、抗体やキレート試薬のみならず、例えば酵素やイオン液体等への応用も可能である。 Since it can achieve a concentration efficiency far higher than existing virus concentration materials, it is expected to improve the sensitivity of immunochromatography and PCR methods. When applied to sewerage surveillance, it has the potential to become a new concentration material for COVID-19, which has not yet been established. In addition, since multiple antibodies can be immobilized on one type of substrate at once, it is expected to be applied to multiplex analysis of viruses. The technology of the present invention can be applied not only to antibodies and chelating reagents, but also to enzymes, ionic liquids, etc.
ポリマーブラシに二価性試薬を導入した後、濃縮対象となるウイルスの抗体を二価性試薬と結合することで、抗体の抗原認識能の高さを利用し、特定のウイルスのみを効率的に濃縮可能な材料を作製することが可能となる。 After introducing a bivalent reagent into the polymer brush, the antibody of the virus to be concentrated is bound to the bivalent reagent, making it possible to create a material that can efficiently concentrate only specific viruses by taking advantage of the high antigen recognition ability of the antibody.
[含硫黄アミン系化合物を用いたホスト構造の導入]
本発明の機能性成形体は、導入用物質が、アミンおよび硫黄原子を含む構造を有する含硫黄アミン系化合物であり、ホスト構造が、含硫黄アミン系化合物に由来する窒素原子と硫黄原子とを有するものとすることができる。
[Introduction of host structure using sulfur-containing amine compound]
The functional molded article of the present invention can have a substance to be introduced that is a sulfur-containing amine-based compound having a structure containing an amine and a sulfur atom, and a host structure that has a nitrogen atom and a sulfur atom derived from the sulfur-containing amine-based compound.
含硫黄アミン系化合物における硫黄原子を含む構造が、チオール、スルフィド、およびジチオエートからなる群から選択されるいずれかとすることができる。また、アミン系化合物の構造は、1級アミンや2級アミンである。 The structure containing a sulfur atom in the sulfur-containing amine compound can be any one selected from the group consisting of thiol, sulfide, and dithioate. The structure of the amine compound is a primary amine or a secondary amine.
[チオール]
チオールは、ヒドロキシ基の酸素原子を硫黄原子に置換した構造である。式(4)は、チオール構造を有する含硫黄アミン系化合物の構造式を一般化したものである。式(4)は、チオール構造を有する。式(4)のR4は、アミノ基とSHを結合する構造である。R4は、例えば、炭素数1~12のアルキレン基(-CnH2n-)とすることができる。R4は、炭素数1~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基が特に好ましい。この化合物は、例えば2-アミノエタンチオールなどを用いることができる。
[Thiol]
A thiol has a structure in which the oxygen atom of a hydroxyl group is replaced with a sulfur atom. Formula (4) is a generalized structural formula of a sulfur-containing amine compound having a thiol structure. Formula (4) has a thiol structure. R 4 in formula (4) is a structure that bonds an amino group with SH. R 4 can be, for example, an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms (-C n H 2n -). R 4 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. For example, 2-aminoethanethiol can be used as this compound.
[スルフィド]
スルフィドは、二価の硫黄が2つの有機基で置換された構造である。式(5)は、スルフィド構造を有する含硫黄アミン系化合物の構造式を一般化したものである。式(5)の化合物は、スルフィド構造を有する。式(5)のR51は、一方の有機基である。R51は、例えば、炭素数1~12のアルキル基(-CnH2n+1)や、アルキレン基(-CnH2n-)の一端がアミノ基のものとすることができる。R51は、炭素数1~8のアルキル基やアルキレン基を有するものが好ましく、炭素数2~6のアルキル基やアルキレン基を有するものが特に好ましい。式(5)のR52は、アミノ基とSHを結合する構造である。R52は、例えば、炭素数1~12のアルキレン基(-CnH2n-)とすることができる。R52は、炭素数1~8のアルキレン基が好ましく、炭素数2~6のアルキレン基が特に好ましい。この化合物は、例えば3-メチルチオプロピルアミン(MTPA)や、2,2´-チオビスエチルアミン(TBEA)などを用いることができる。
[Sulfide]
A sulfide is a structure in which divalent sulfur is substituted with two organic groups. Formula (5) is a generalized structural formula of a sulfur-containing amine compound having a sulfide structure. The compound of formula (5) has a sulfide structure. R 51 in formula (5) is one of the organic groups. R 51 can be, for example, an alkyl group (-C n H 2n+1 ) having 1 to 12 carbon atoms or an alkylene group (-C n H 2n -) having an amino group at one end. R 51 is preferably an alkyl group or alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group or alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. R 52 in formula (5) is a structure in which an amino group and SH are bonded. R 52 can be, for example, an alkylene group (-C n H 2n -) having 1 to 12 carbon atoms. R 52 is preferably an alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms. As this compound, for example, 3-methylthiopropylamine (MTPA) or 2,2'-thiobisethylamine (TBEA) can be used.
ジチオカルボン酸は、例えば、4-イミダゾールジチオカルボン酸(IDTCA)を用いることができる。 The dithiocarboxylic acid can be, for example, 4-imidazoledithiocarboxylic acid (IDTCA).
[含硫黄アミン系化合物]
このような含硫黄アミン系化合物としては、4-イミダゾールジチオカルボン酸(IDTCA)、3-メチルチオプロピルアミン(MTPA)、2-アミノエタンチオール(AET)、および2,2´-チオビスエチルアミン(TBEA)からなる群から選択される1以上の物質などを用いることができる。
[Sulfur-containing amine compounds]
As such a sulfur-containing amine compound, one or more substances selected from the group consisting of 4-imidazoledithiocarboxylic acid (IDTCA), 3-methylthiopropylamine (MTPA), 2-aminoethanethiol (AET), and 2,2'-thiobisethylamine (TBEA) can be used.
キレート・錯体反応を用いるものとして、例えば、次のようなものを用いることができる。ポリマーブラシとなるGMA重合体のエポキシ間に硫黄原子を分子内にもつキレート分子を固定化する。従来の単層にキレート分子が並んでいるキレート樹脂に比べて、本発明の機能性成形体は、三次元的に伸びた高濃度ポリマーブラシに、高密度な状態でキレート分子が固定化されているため、単位面積当たりの水銀等の金属吸着容量が高いものとなる。 For example, the following can be used as a method using a chelate/complex reaction: A chelate molecule having a sulfur atom within the molecule is fixed between the epoxies of a GMA polymer that becomes a polymer brush. Compared to conventional chelate resins in which chelate molecules are arranged in a single layer, the functional molded body of the present invention has chelate molecules fixed at a high density to a high-concentration polymer brush that extends three-dimensionally, resulting in a high adsorption capacity for metals such as mercury per unit area.
すなわち、水銀に対して高い親和性を有する硫黄系分子を、基材単層ではなく三次元的に高濃度にて積層固定できるため、既存の吸着剤より吸着容量が高く、濃縮効率が高いものとなる。また、キレートで、錯体となる重金属を捕捉するため共存物質の影響を受けにくい。 In other words, sulfur-based molecules, which have a high affinity for mercury, can be fixed in high concentrations in a three-dimensional layer rather than in a monolayer on the substrate, resulting in a higher adsorption capacity and higher concentration efficiency than existing adsorbents. In addition, the chelate captures heavy metals that form complexes, making it less susceptible to the effects of coexisting substances.
本発明の機能性成形体は、水銀等の金属と親和性の高い硫黄原子を有する分子を基材に高密度で固定化することで、水銀等の金属を高効率・高速に回収できる。これは、特定の有害金属を回収や、濃縮する前処理用の材料に適している。 The functional molded body of the present invention can recover metals such as mercury with high efficiency and speed by densely immobilizing molecules containing sulfur atoms that have a high affinity for metals such as mercury on a substrate. This makes it suitable as a pretreatment material for recovering or concentrating specific hazardous metals.
このように、本発明の機能性成形体は、汎用樹脂などの基材に電子線を照射し、ラジカルを発生させた後、反応性モノマーと接触させることでポリマーブラシを生成する。このポリマーブラシに適切な官能基を導入することで、新しい機能性を付与することができることを利用して、ゲストホスト反応を利用して、各種ゲスト物質を捕捉する成形体として利用できる。 In this way, the functional molded article of the present invention is produced by irradiating a substrate such as a general-purpose resin with an electron beam to generate radicals, which are then brought into contact with a reactive monomer to produce a polymer brush. By introducing appropriate functional groups into this polymer brush, new functionality can be imparted, and the molded article can be used as a molded article that captures various guest substances using a guest-host reaction.
[機能性成形体の用途]
本発明の機能性成形体は、ホスト構造に合わせて、ゲスト物質を捕捉するために用いることができる。ゲスト物質の捕捉は、基材の形状や、ゲスト物質が存在する状況に合わせて、任意の手法で利用することができる。
例えば、ゲスト物質が含まれる液などの流体を、機能性成形体に接触させて、流体内のゲスト物質を機能性成形体のホスト構造に捕捉する。この接触は、流体を流動させて連続的なものとしてもよいし、流体に機能性成形体を浸漬等してもよい。ホスト構造に捕捉したゲスト物質は、適宜、脱離させて、回収してもよい。
[Uses of functional molded bodies]
The functional molded article of the present invention can be used to capture guest substances in accordance with the host structure. The capture of guest substances can be performed by any method that is suitable for the shape of the substrate and the conditions in which the guest substances are present.
For example, a fluid such as a liquid containing a guest substance is brought into contact with the functional molded body, and the guest substance in the fluid is captured by the host structure of the functional molded body. This contact may be continuous by flowing the fluid, or the functional molded body may be immersed in the fluid. The guest substance captured by the host structure may be appropriately desorbed and collected.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless the gist of the invention is changed.
[実施例1] 水銀捕捉用の機能性膜の調製
含硫黄アミン系化合物を用いて、キレート構造を有する機能性成形体を製造した。
Example 1 Preparation of a Functional Film for Capturing Mercury A functional molded product having a chelate structure was produced using a sulfur-containing amine compound.
中空糸膜:高分子基材であるポリエチレン(PE)製の多孔性中空糸膜として、旭化成ケミカル株式会社のマイクロ―ザMF(外径3mm、内径2mm、孔径0.3μm)を用いた。 Hollow fiber membrane: Asahi Kasei Chemical Corporation's Micro-The MF (outer diameter 3 mm, inner diameter 2 mm, pore size 0.3 μm) was used as a porous hollow fiber membrane made of polyethylene (PE), a polymer substrate.
水銀標準液(Hg 1000)は和光純薬株式会社のものを用いた。
N,N-ジメチルホルムアミド(DMF):和光純薬株式会社
グリシジルメタクリレート(GMA):和光純薬株式会社
エチレンジアミン(EDA):和光純薬株式会社
エタノール(EtOH):和光純薬株式会社
メタノール(MeOH):和光純薬株式会社
アンモニア水(NH3):和光純薬株式会社
塩酸(HCl):和光純薬株式会社
硝酸(HNO3):和光純薬株式会社
2-アミノエタンチオール(AET):東京化成工業株式会社の一級または特級試薬
2,2’-チオビスエチルアミン(TBEA):東京化成工業株式会社の一級または特級試薬
3-メチルチオプロピルアミン(MTPA):東京化成工業株式会社の一級または特級試薬
4-イミダゾールジチオカルボン酸(IDTCA):Sigma-Aldrich Co. LLC、Santa Cruz Biotechnology, lnc製
The mercury standard solution (Hg 1000) used was from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
N,N-Dimethylformamide (DMF): Wako Pure Chemical Corporation Glycidyl methacrylate (GMA): Wako Pure Chemical Corporation Ethylenediamine (EDA): Wako Pure Chemical Corporation Ethanol (EtOH): Wako Pure Chemical Corporation Methanol (MeOH): Wako Pure Chemical Corporation Ammonia water (NH 3 ): Wako Pure Chemical Corporation Hydrochloric acid (HCl): Wako Pure Chemical Corporation Nitric acid (HNO 3 ): Wako Pure Chemical Corporation 2-Aminoethanethiol (AET): Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., first class or special grade reagent 2,2'-Thiobisethylamine (TBEA): Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., first class or special grade reagent 3-Methylthiopropylamine (MTPA): Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., first class or special grade reagent 4-Imidazoledithiocarboxylic acid (IDTCA): Sigma-Aldrich Co. LLC, Santa Cruz Biotechnology, Inc.
[電子線グラフト重合]
1) 株式会社HVコーポレーション九州EBセンターにて、基材であるPE製の多孔性中空糸膜に総量200kGyの電子線を照射し、ラジカルを発生させた。
2) 10vol%GMA/MeOHの混合溶液を1時間以上窒素バブリングし、溶液中の酸素を窒素に置換した。
3) ラジカルを発生させた膜を真空引きした反応管に入れた後、10vol%GMA/MeOHの混合溶液を流入させ、膜を浸漬させた。次に、超音波洗浄機(MCS-6、アズワン株式会社)(US CLEANER、アズワン株式会社)にて40kHzの超音波を1分間照射し、膜構内の空気を除いた後、40℃の恒温振盪水槽(T-N225、トーマス科学器械株式会社)で10分間振盪しながらグラフト重合反応を行った。
4) その後、膜はDMFとMeOHによる洗浄を交互に2回繰り返し、純水で2回洗い流し、純水に浸漬させた状態で超音波洗浄機にかけ、80℃の乾燥機(DNS-600D、東京理化器械株式会社)にて24時間乾燥した。
[Electron beam graft polymerization]
1) At the Kyushu EB Center of HV Corporation, a PE porous hollow fiber membrane substrate was irradiated with an electron beam at a total dose of 200 kGy to generate radicals.
2) Nitrogen was bubbled through a mixed solution of 10 vol % GMA/MeOH for 1 hour or more to replace oxygen in the solution with nitrogen.
3) The film in which radicals were generated was placed in a vacuumed reaction tube, and then a mixed solution of 10 vol% GMA/MeOH was poured in to immerse the film. Next, the film was irradiated with 40 kHz ultrasonic waves for 1 minute using an ultrasonic cleaner (MCS-6, AS ONE Corporation) (US CLEANER, AS ONE Corporation) to remove air from within the film structure, and then the graft polymerization reaction was carried out while shaking for 10 minutes in a 40°C constant temperature shaking water bath (T-N225, Thomas Scientific Instruments Co., Ltd.).
4) The membrane was then washed twice alternately with DMF and MeOH, rinsed twice with pure water, and placed in an ultrasonic cleaner while immersed in pure water, and dried for 24 hours in a dryer (DNS-600D, Tokyo Rikakikai Co., Ltd.) at 80°C.
導入されたGMAの量としてグラフト率を式(1)にて算出した。
dg[%] =(W1-W0)/W0× 100 (1)
ここで、W0 および W1 は、グラフト重合前後の膜の乾燥重量である。これにより、本研究ではグラフト率70%程度のGMA膜を作製した。
The amount of introduced GMA was calculated as the graft ratio using formula (1).
dg [%] = (W1-W0)/W0× 100 (1)
Here, W0 and W1 are the dry weights of the membrane before and after graft polymerization. In this study, a GMA membrane with a graft ratio of about 70% was prepared.
[官能基の導入]
官能基として膜に導入した含硫黄分子および比較対象用の窒素含有分子の構造を、下記式に示す。なお、EDAは、硫黄原子を含まない比較例として利用した。
[Introduction of Functional Groups]
The structures of the sulfur-containing molecule and the nitrogen-containing molecule for comparison introduced into the membrane as functional groups are shown in the following formulas: EDA was used as a comparative example that does not contain sulfur atoms.
AET、TBEA、MTPAは純水を用いて、1.5mol/Lに調整した。
IDTCAは約5gの試薬をメタノールで溶解し、濾過した後、ロータリーエバポレーター(N-1000V-W、EYELA 東京理化器械株式会社)を用いて25mLに濃縮した。
官能基の導入は、乾燥したGMA膜の重量を測定した後、GMA膜をEtOHで1回、純水で3回浸漬させ、超音波洗浄機に25℃で15分間かけることで洗浄を行った。
洗浄後の膜を調整した官能基溶液に浸漬させ、80℃に設定した窓付恒温水槽(TBN302DA、アドバンテック株式会社)にて反応させ、GMAの有するエポキシ基に官能基を導入した。
IDTCA溶液は、溶媒をMeOHとしているため60℃で反応させた。官能基導入後、純水、EtOH、純水の順で膜を浸漬させ、超音波洗浄機にて洗浄した後、乾燥機にて乾燥させた。
IDTCA膜についてはMeOHで2回、純水で3回浸漬させ、超音波洗浄機にて洗浄した後、乾燥機にて乾燥させた。その後、官能基導入前後の乾燥後の膜重量の変化から、官能基導入率を次の式にて算出した。
AET, TBEA, and MTPA were adjusted to 1.5 mol/L using pure water.
About 5 g of IDTCA was dissolved in methanol, filtered, and then concentrated to 25 mL using a rotary evaporator (N-1000V-W, EYELA, Tokyo Rikakikai Co., Ltd.).
The introduction of functional groups was carried out by measuring the weight of the dried GMA film, immersing the GMA film once in EtOH and three times in pure water, and cleaning the film in an ultrasonic cleaner at 25° C. for 15 minutes.
The washed membrane was immersed in the prepared functional group solution and reacted in a windowed thermostatic water bath (TBN302DA, Advantec Co., Ltd.) set at 80° C. to introduce functional groups into the epoxy groups of the GMA.
The IDTCA solution was reacted at 60° C. because the solvent was MeOH. After the introduction of the functional groups, the membrane was immersed in pure water, EtOH, and pure water in that order, washed with an ultrasonic cleaner, and then dried with a dryer.
The IDTCA membrane was immersed in MeOH twice and in pure water three times, washed in an ultrasonic cleaner, and then dried in a dryer. The functional group introduction rate was calculated from the change in membrane weight after drying before and after the introduction of functional groups using the following formula.
導入率(%)=「官能基導入前後の膜重量の差(g)/GMA膜重量」×100 Introduction rate (%) = "Difference in membrane weight before and after functional group introduction (g) / GMA membrane weight" x 100
[水銀の吸脱着試験]
作製した各種官能基導入膜に、図3に概要を示す透過装置にて任意の量のエタノールを透過した後、0.1mol/Lの塩酸を約10mL透過することで未反応のエポキシ基を開環させた。
続けて純水を透過し、膜内を洗浄した後、任意の濃度に調整した約pH1.0の水銀溶液を2.5mL/minで透過することで官能基導入膜に水銀を吸着させた。水銀の吸着が飽和した後、純水を20mL透過し、pH10に調整したアンモニア水を25mL透過して水銀を膜から脱離させた。採取した溶液をマイクロ波プラズマ原子発光分光分析装置(4100MP-AES、アジレント テクノロジー株式会社:MP-AES)にて測定することで水銀の濃度を算出した。
[Mercury adsorption/desorption test]
An arbitrary amount of ethanol was passed through each of the prepared functional group-introduced membranes using a permeation apparatus as outlined in FIG. 3, and then about 10 mL of 0.1 mol/L hydrochloric acid was passed through the membrane to open the unreacted epoxy groups.
Then, pure water was passed through the membrane to wash the inside, and then a mercury solution adjusted to an arbitrary concentration of about pH 1.0 was passed through at 2.5 mL/min to adsorb mercury to the functional group-introduced membrane. After the mercury adsorption was saturated, 20 mL of pure water was passed through, and 25 mL of ammonia water adjusted to pH 10 was passed through to desorb mercury from the membrane. The collected solution was measured with a microwave plasma atomic emission spectrometer (4100MP-AES, Agilent Technologies, Inc.: MP-AES) to calculate the mercury concentration.
水銀吸着量を以下の式にて算出した。
水銀吸着量(mg/g)=「吸着した水銀の量(mg)/膜重量(g)」
The amount of mercury adsorption was calculated using the following formula.
Mercury adsorption amount (mg/g) = "Amount of adsorbed mercury (mg)/Weight of membrane (g)"
水銀脱離率を以下の式にて算出した。
水銀脱離率(%)=「脱離した水銀の量(mg)/吸着した水銀の量(mg)」×100
The mercury desorption rate was calculated using the following formula.
Mercury desorption rate (%) = "amount of desorbed mercury (mg) / amount of adsorbed mercury (mg)" x 100
[結果と考察]
水銀の吸脱着試験
PE膜およびEDA膜(導入率77%)に5ppmおよび10ppmの水銀溶液を透過した際の吸着破過曲線を取得した。吸着破過曲線の横軸は膜体積に対する供給液量、縦軸は初濃度に対する流出液濃度である。水銀の吸着量はPE膜が0.31mg/g、EDA膜が0.40mg/gとなり、どちらの膜においても水銀はほぼ吸着されなかった。
[Results and Discussion]
Mercury adsorption and desorption test Adsorption breakthrough curves were obtained when 5 ppm and 10 ppm mercury solutions were passed through the PE membrane and the EDA membrane (introduction rate 77%). The horizontal axis of the adsorption breakthrough curve is the amount of feed liquid relative to the membrane volume, and the vertical axis is the effluent concentration relative to the initial concentration. The amount of mercury adsorbed was 0.31 mg/g for the PE membrane and 0.40 mg/g for the EDA membrane, and almost no mercury was adsorbed by either membrane.
次に、導入率63%のAET膜に10ppmの水銀溶液を透過した際の結果を取得した。水銀の吸着量は11.45mg/g、脱離率は16.9%となった。硫黄原子を有していないPE膜とEDA膜では水銀を吸着しなかったことに対し、硫黄原子を有しているAET膜では水銀を吸着していたことから、膜内においても硫黄原子と水銀に親和性があることが確認できた。 Next, the results were obtained when a 10 ppm mercury solution was passed through an AET membrane with an introduction rate of 63%. The amount of mercury adsorbed was 11.45 mg/g, and the desorption rate was 16.9%. Mercury was not adsorbed by the PE membrane and EDA membrane, which do not have sulfur atoms, whereas mercury was adsorbed by the AET membrane, which does have sulfur atoms, confirming that there is an affinity between sulfur atoms and mercury even within the membrane.
さらに、硫黄原子を有している分子の中でも、チオール基とスルフィドの違いを比較するために、TBEA膜とMTPA膜の比較検討を行った。導入率36%のTBEA膜に10ppmの
水銀溶液を透過した際の結果、導入率68%のMTPA膜に100ppmの水銀溶液を透過した際の結果を取得した。
Furthermore, in order to compare the difference between thiol groups and sulfides among molecules having sulfur atoms, a comparison was made between a TBEA membrane and an MTPA membrane. The results were obtained when a 10 ppm mercury solution was passed through a TBEA membrane with a sulfur introduction rate of 36%, and when a 100 ppm mercury solution was passed through an MTPA membrane with a sulfur introduction rate of 68%.
TBEA膜の水銀の吸着量は6.69mg/g、脱離率は18.8%、MTPA膜の水銀の吸着量は86.17mg/g、脱離率は69.8%となり、MTPA膜はTBEA膜の約13倍の水銀の吸着量を示した。これは、TBEA膜は両末端にアミノ基があることで、ポリマーブラシ間を架橋する形で結合しており、ポリマーブラシの自由度が低下することで水銀との頻度因子が低下した可能性、またポリマーブラシの自由度の低下により水銀と錯形成するためのコンフォメーションをとれなくなっている可能性がある。また、TBEA膜は導入率及び吸着量ともにAET膜の約1/2倍となったため、AET膜とTBEA膜の導入率が等しい場合、水銀の吸着量は同程度になると考えられる。 The TBEA membrane had a mercury adsorption amount of 6.69 mg/g and a desorption rate of 18.8%, while the MTPA membrane had a mercury adsorption amount of 86.17 mg/g and a desorption rate of 69.8%, showing that the MTPA membrane had about 13 times the amount of mercury adsorption as the TBEA membrane. This is because the TBEA membrane has amino groups at both ends, which bridge the polymer brushes, and the polymer brushes may have a lower degree of freedom, which may have reduced the frequency factor with mercury, or the polymer brushes may not be able to take a conformation to form a complex with mercury due to the reduced degree of freedom. In addition, the TBEA membrane had about half the introduction rate and adsorption amount of the AET membrane, so if the introduction rates of the AET membrane and the TBEA membrane are the same, it is thought that the mercury adsorption amounts will be about the same.
AET膜のように、水銀と高い親和性を有するチオール基が膜内に存在する場合、水銀の吸着量は高くなると考えていたが、実際はTBEAと同程度の結果となった。そこで、チオール基がエポキシ基に求核反応している可能性が考えられたため、チオール基と特異的に反応するマレイミド溶液を用いてエポキシ基との結合様式を確かめた。マレイミド溶液にAET膜を浸漬させたところ、マレイミドの導入が生じなったことから、AET膜ではチオール基とアミノ基の両方がエポキシ基と反応し、ポリマーブラシを架橋している可能性が高いことが示唆された。そのため、AET膜とTBEA膜の吸着量は同程度になったと考えられる。 It was thought that when thiol groups with high affinity for mercury are present in the membrane, as in the AET membrane, the amount of mercury adsorbed would be high, but in fact the results were about the same as with TBEA. Therefore, it was thought that the thiol groups may have reacted nucleophilically with the epoxy groups, so a maleimide solution that reacts specifically with thiol groups was used to confirm the bonding mode with the epoxy groups. When the AET membrane was immersed in the maleimide solution, no maleimide was introduced, suggesting that it is highly likely that both the thiol groups and amino groups in the AET membrane react with the epoxy groups, cross-linking the polymer brushes. Therefore, it is thought that the amounts of adsorption in the AET membrane and the TBEA membrane were about the same.
続いて、導入率51%のIDTCA膜に200ppmの水銀溶液を透過した場合の結果を取得した。水銀の吸着量は66.46mg/g、脱離率は28.6%となった。また、導入率66%の場合の水銀吸着量は134.1mg/gとなったが、破過していなかった。 Next, the results were obtained when a 200 ppm mercury solution was passed through an IDTCA membrane with an introduction rate of 51%. The amount of mercury adsorbed was 66.46 mg/g, and the desorption rate was 28.6%. In addition, when the introduction rate was 66%, the amount of mercury adsorbed was 134.1 mg/g, but it did not break through.
このようにIDTCA膜の吸着量が高い理由として、ジチオエートは電子の非局在化が生じることから求核性は低下しており、チオール基はエポキシ基と結合せず、イミダゾール基のみがエポキシ基に求核反応すると考えられる。そのため、ポリマーブラシの自由度が低下することがなく、水銀との頻度因子が低下しないために高い吸着量を示したと考えられる。加えて、硫黄原子を2つ有することから、水銀との錯体形成能が高いと考えられる。しかし、吸着量が高い反面、MTPAに比べて脱離率が1/2以下である。これは硫黄原子を2つ有していることから硫黄原子と水銀の結合が強いためだと考えられる。 The reason for the high adsorption amount of the IDTCA film is thought to be that the nucleophilicity of dithioates is reduced due to the delocalization of electrons, and the thiol groups do not bond with epoxy groups, while only the imidazole groups undergo a nucleophilic reaction with epoxy groups. Therefore, the degree of freedom of the polymer brush does not decrease, and the frequency factor with mercury does not decrease, which is thought to be why the IDTCA film showed a high adsorption amount. In addition, since it has two sulfur atoms, it is thought to have a high ability to form complexes with mercury. However, while the adsorption amount is high, the desorption rate is less than half that of MTPA. This is thought to be because the bond between the sulfur atoms and mercury is strong due to the presence of two sulfur atoms.
続いて、導入率33%のIDTCA膜に100ppmの水銀溶液を透過した場合の結果を取得した。水銀の吸着量は10.72mg/g、脱離率は44.9%と、導入率51%の膜に比べて1.6倍高い脱離率を示した。これはIDTCAの導入率が低いほど、膜内のIDTCAの局所的な密度が低下し、水銀と錯形成するためのコンフォメーションをとれなくなっているため吸着量は減少し、安定な錯体を形成出来にくいが故に脱離量が向上したと考えられる。 Next, the results were obtained when a 100 ppm mercury solution was passed through an IDTCA membrane with an introduction rate of 33%. The amount of mercury adsorbed was 10.72 mg/g, and the desorption rate was 44.9%, which is 1.6 times higher than the membrane with an introduction rate of 51%. This is thought to be because the lower the introduction rate of IDTCA, the lower the local density of IDTCA in the membrane, making it impossible to take a conformation for complexing with mercury, resulting in a decrease in the amount of adsorption and an improvement in the amount of desorption due to the difficulty in forming a stable complex.
チオール基とスルフィドの比較において、AET膜とMTPA膜の結果よりスルフィドの方が高い吸着量と脱離率を示すことが分かった。しかし、官能基がポリマーブラシ間を架橋すると吸着量、脱離率ともにチオールと同程度になる。
これまでに得られた結果を表1の各種官能基膜の吸脱着試験結果に示す。
In comparing thiol groups and sulfides, it was found that sulfides showed higher adsorption and desorption rates than the AET and MTPA membranes. However, when the functional groups bridged the polymer brushes, both the adsorption amount and desorption rate became similar to those of thiols.
The results obtained so far are shown in Table 1, which shows the results of adsorption/desorption tests for various functional group membranes.
硫黄原子を有する分子を膜内へ導入し、水銀を濃縮するのに適した官能基の選定を行い、水銀を高効率に濃縮可能なフィルターの開発を行った主要な結果についてまとめる。(1)水銀を濃縮するためには、分子内に硫黄原子を有し、片末端にのみエポキシ環と反応する官能基が適している。(2)水銀吸着時は膜の内側に多く存在し、脱離は吸脱着を繰り返しながら外側に移動して脱離する。 This article summarizes the main results of developing a filter capable of highly efficient concentration of mercury by introducing molecules containing sulfur atoms into the membrane and selecting functional groups suitable for concentrating mercury. (1) In order to concentrate mercury, functional groups that have sulfur atoms in the molecule and react with epoxy rings at only one end are suitable. (2) When mercury is adsorbed, it is present in large amounts on the inside of the membrane, and when it is desorbed, it moves to the outside and is desorbed after repeated adsorption and desorption.
[実施例2] ウイルス捕捉用の機能性膜の製造
二価性試薬と、IgG抗体を用いて、ウイルスの捕捉等ができる膜状の機能性成形体の製造を行った。
Example 2: Production of functional membrane for capturing viruses A membranous functional molded article capable of capturing viruses was produced using a bivalent reagent and an IgG antibody.
実施例1に準じて、中空糸膜に代えてポリエチレン製の平膜を用いた。電子線を照射したポリエチレン製の平膜に、グリシジルメタクリレート(GMA)をグラフト重合した。このグラフト重合は、振盪時間を20分としたものであり、GMAのグラフト率は、200%である。
その後、エチレンジアミン(EDA)を導入してEDA膜を得た。
また、EDAに代えて、2-アミノエタンチオール(AET)を導入してAET膜を作製した。
In the same manner as in Example 1, a polyethylene flat membrane was used instead of the hollow fiber membrane. Glycidyl methacrylate (GMA) was graft-polymerized onto the polyethylene flat membrane irradiated with an electron beam. The shaking time for this graft polymerization was 20 minutes, and the graft ratio of GMA was 200%.
Then, ethylenediamine (EDA) was introduced to obtain an EDA membrane.
Moreover, 2-aminoethanethiol (AET) was introduced instead of EDA to prepare an AET membrane.
次に、EDA膜は氷浴中で2mmol/LのN-(11-Maleimidoundecanoyloxy) sulfosuccinimide(Sulfo-KMUS)水溶液に浸漬させることにより、二価性試薬の導入を試みた。 Next, the EDA membrane was immersed in an ice bath in a 2 mmol/L aqueous solution of N-(11-Maleimidoundecanoyloxy) sulfosuccinimide (Sulfo-KMUS) to attempt the introduction of a bifunctional reagent.
また、AET膜は2mmol/LのSulfo-KMUSのDMSO溶液に浸漬させることにより、二価性試薬の導入を試みた。 We also attempted to introduce a bifunctional reagent into the AET membrane by immersing it in a 2 mmol/L DMSO solution of Sulfo-KMUS.
[結果・考察]
GMA膜への官能基導入を算出した結果、EDA膜は56%、AET膜は46%となった。また、各膜の二価性試薬の導入率は、添加した二価性試薬の重量に対してEDA膜は39%と高い導入率での二価性試薬導入を示した。これよりウイルス捕捉材料の実現が期待される。一方、AET膜は官能基の導入は確認されたが二価性試薬の導入までは至らなかった。
[Results and Discussion]
The functional group introduction into the GMA membrane was calculated to be 56% for the EDA membrane and 46% for the AET membrane. In addition, the introduction rate of the bifunctional reagent into each membrane was 39% for the EDA membrane relative to the weight of the added bifunctional reagent, which was a high introduction rate. This is expected to lead to the realization of a virus capture material. On the other hand, the introduction of functional groups into the AET membrane was confirmed, but did not lead to the introduction of the bifunctional reagent.
[発光試験]
本試験を基に、固定化したIgGを特異的に認識するHRP-抗IgGを用いて、IgG固定化の検証を行った。図4は、露光撮影を行ったものである。
[Luminescence test]
Based on this test, IgG immobilization was verified using HRP-anti-IgG, which specifically recognizes the immobilized IgG. Figure 4 shows the results of exposure photography.
図4の上段は、露光撮影時の状態であり、膜があること場所を特定するものである。図4の下段は、発光を撮影したものである。(a)は、EDA膜(EDAの導入を行ったところまでの膜)である。(b)は、二価性試薬膜(二価性試薬の導入を行ったところまでの膜)である。(c)~(e)は、IgG液量を代えて、二価性試薬の後に、IgGを導入した膜である。抗体を導入することができた(c)~(e)は発光が確認され、二次抗体を固定することができることが確認された。 The top of Figure 4 shows the state at the time of exposure photography, and identifies the location of the membrane. The bottom of Figure 4 shows the luminescence photographed. (a) is the EDA membrane (membrane up to the point where EDA was introduced). (b) is the bivalent reagent membrane (membrane up to the point where bivalent reagent was introduced). (c) to (e) are membranes in which the amount of IgG solution was changed and IgG was introduced after the bivalent reagent. In (c) to (e), luminescence was confirmed, and it was confirmed that the secondary antibody could be immobilized, as the antibody was successfully introduced.
[実施例3] プロテインG固定膜の調製
プロテインG固定膜の調製を行った。
[試薬]
・グルタルアルデヒド:富士フィルム和光純薬株式会社「25% グルタルアルデヒド溶液 和光1級」
・プロテインG:富士フィルム和光純薬(株)「プロテインG, 組換え体」
・IgG抗体:富士フィルム和光純薬(株)「正常ウサギIgG, 全分子, 精製品」
Example 3 Preparation of Protein G Immobilized Membrane A protein G immobilized membrane was prepared.
[reagent]
Glutaraldehyde: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. "25% glutaraldehyde solution, Wako Grade 1"
・Protein G: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. "Protein G, recombinant"
・IgG antibody: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. "Normal rabbit IgG, whole molecule, purified product"
[作製方法]
1)GMAをグラフト重合
実施例2に準じる手法で、電子線グラフト重合を行い、グリシジルメタクリレート(GMA)をグラフト重合した。
[Production method]
1) Graft Polymerization of GMA Electron beam graft polymerization was carried out in the same manner as in Example 2 to graft polymerize glycidyl methacrylate (GMA).
2)エチレンジアミン導入
同様に実施例2に準じる手法で、グリシジルメタクリレート(GMA)のグラフト重合体に、エチレンジアミンを導入してEDA膜を得た。
2) Introduction of Ethylenediamine Similarly, in the same manner as in Example 2, ethylenediamine was introduced into a graft polymer of glycidyl methacrylate (GMA) to obtain an EDA membrane.
3)グルタルアルデヒド導入
グルタルアルデヒドはアミノ基とプロテインGを結合させるための架橋剤として使用した。
25℃(室温)の0.5体積%グルタルアルデヒド(GA)水溶液に、前述のEDA膜を、浸漬させ約1日置いた。その後、数回ほど純水で洗浄した。
3) Glutaraldehyde introduction Glutaraldehyde was used as a cross-linking agent to bind protein G to amino groups.
The EDA membrane was immersed in a 0.5% by volume aqueous solution of glutaraldehyde (GA) at 25° C. (room temperature) for about one day, and then washed with pure water several times.
4)プロテインG吸着
プロテインGはIgG抗体を特異的に認識して捕捉する。円筒状の多孔性中空糸膜のとして、0.1g/LのプロテインG溶液を回分型の透過装置で透過した。流しているプロテインG溶液を採取し、吸光光度法により膜へのプロテインG吸着量を算出した。吸光度が変わらなくなるまで、すなわち吸着平衡に達するまで行った。この結果、プロテインG固定量は28(g-proteinG/kg-fiber)であった。
4) Protein G adsorption Protein G specifically recognizes and captures IgG antibodies. A 0.1 g/L protein G solution was passed through a cylindrical porous hollow fiber membrane using a batch-type permeation device. The flowing protein G solution was collected, and the amount of protein G adsorbed to the membrane was calculated by absorptiometry. This was continued until the absorbance no longer changed, that is, until the adsorption equilibrium was reached. As a result, the amount of protein G immobilized was 28 (g-protein G/kg-fiber).
5)IgG抗体吸着
0.2g/LのIgG抗体溶液を回分型の透過装置で流す。流しているIgG溶液を時間毎に分取し、吸光光度法により膜へのIgG吸着挙動を評価した。時間が経過すると共に吸光度が下がっており、吸着が進行していることが確認され、約60分で吸着が飽和し、IgGを捕捉した。
5) IgG antibody adsorption A 0.2 g/L IgG antibody solution was run through a batch-type permeation device. The running IgG solution was sampled at regular intervals, and the IgG adsorption behavior to the membrane was evaluated by spectrophotometry. The absorbance decreased over time, confirming that adsorption was progressing, and adsorption was saturated in about 60 minutes, capturing the IgG.
[実施例4] レクチン固定膜の調製
[試薬]
・レクチン:MP Biomedicals, Inc.「コンカナバリンA」
・糖鎖タンパク質:富士フイルム和光純薬(株)「アルブミン, 卵由来」
[Example 4] Preparation of lectin-immobilized membrane [Reagents]
Lectin: MP Biomedicals, Inc. "Concanavalin A"
・Glycoprotein: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. "Albumin, egg-derived"
実施例3に準じて、レクチン固定膜を作製した。実施例3のプロテインGに代えて、レクチン(コンカナバリンA)を固定した。 A lectin-immobilized membrane was prepared in the same manner as in Example 3. Instead of protein G as in Example 3, a lectin (concanavalin A) was immobilized.
レクチンはタンパク質に結合している糖鎖を認識して捕捉する。流しているレクチン溶液を時間毎に分取し、吸光光度法により膜へのレクチン吸着挙動を評価した。本実施例で作製した膜は、レクチン(コンカナバリンA)が糖鎖タンパク質(アルブミン)を捕捉した。 Lectins recognize and capture glycans bound to proteins. The flowing lectin solution was sampled at regular intervals, and the lectin adsorption behavior to the membrane was evaluated by spectrophotometry. In the membrane prepared in this example, the lectin (concanavalin A) captured the glycoprotein (albumin).
プロテインG固定膜ではIgG抗体を、レクチン(今回はコンカナバリンAを採用)固定膜では糖鎖タンパク質(今回はオボアルブミンを採用)を認識し、吸着することが判明した。 It was found that the protein G fixed membrane recognized and adsorbed IgG antibodies, while the lectin (concanavalin A was used in this case) fixed membrane recognized and adsorbed glycoproteins (ovalbumin was used in this case).
本発明の機能性成形体は、ウイルスや水銀などの吸着や捕捉に利用することができ、産業上有用である。 The functional molded article of the present invention can be used to adsorb and capture viruses, mercury, etc., and is industrially useful.
Claims (9)
前記基材の表層のラジカルに、エポキシ基を有するポリマーブラシ用モノマーを反応させてポリマーブラシを二次重合し、前記基材の表層にポリマーブラシを設ける工程(B)と、
前記ポリマーブラシの前記エポキシ基に、導入用物質を反応させることで、前記ポリマーブラシに、前記導入用物質を用いたホストゲスト反応のホスト構造となる機能性構造を導入する工程(C)と、を有し、
前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである、機能性成形体の製造方法。 A step (A) of irradiating a substrate with an electron beam to generate radicals on a surface layer of the substrate;
a step (B) of reacting a monomer for polymer brushes having an epoxy group with the radicals of the surface layer of the substrate to secondary polymerize the polymer brushes, thereby providing the polymer brushes on the surface layer of the substrate;
and (C) a step of reacting a substance to be introduced with the epoxy group of the polymer brush to introduce a functional structure to the polymer brush, the functional structure being a host structure for a host-guest reaction using the substance to be introduced,
The method for producing a functional molded article, wherein the host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
前記導入する工程(C)が、前記ポリマーブラシの前記エポキシ基とジアミン化合物を反応させて前記ジアミン化合物由来のアミノ基を結合させる工程(C-1)と、
前記アミノ基と反応する前記タンパク質架橋剤を反応させる工程(C-2)と、
前記タンパク質架橋剤と反応する前記機能性物質を反応させる工程(C-3)を行う、請求項2に記載の製造方法。 The substance to be introduced in the introducing step (C) is a diamine compound, a protein crosslinking agent, and a functional substance,
The step (C) of introducing includes a step (C-1) of reacting the epoxy group of the polymer brush with a diamine compound to bond an amino group derived from the diamine compound;
a step (C-2) of reacting the protein crosslinking agent that reacts with the amino group;
The method according to claim 2, further comprising the step (C-3) of reacting the functional substance that reacts with the protein crosslinking agent.
前記ホスト構造が、前記含硫黄アミン系化合物に由来する窒素原子と硫黄原子とを有する請求項2に記載の製造方法。 the substance to be introduced is a sulfur-containing amine compound having a structure containing an amine and a sulfur atom,
The method according to claim 2 , wherein the host structure has a nitrogen atom and a sulfur atom derived from the sulfur-containing amine compound.
前記ホストゲスト反応が、抗体・抗原反応、リガンド・レセプター反応、および、キレート・錯体反応からなる群から選択されるいずれかである、機能性成形体。 A substrate, a polymer brush layer provided on a surface layer of the substrate, and a functional structure that serves as a host structure for a host-guest reaction and is introduced into the polymer brush layer,
The host-guest reaction is any one selected from the group consisting of an antibody-antigen reaction, a ligand-receptor reaction, and a chelate-complex reaction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023101839A JP2025001989A (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Functional molded body and production method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023101839A JP2025001989A (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Functional molded body and production method of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2025001989A true JP2025001989A (en) | 2025-01-09 |
Family
ID=94170204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023101839A Pending JP2025001989A (en) | 2023-06-21 | 2023-06-21 | Functional molded body and production method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2025001989A (en) |
-
2023
- 2023-06-21 JP JP2023101839A patent/JP2025001989A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sharma et al. | Molecularly imprinted polymers for selective recognition and extraction of heavy metal ions and toxic dyes | |
KR100406507B1 (en) | Separation and concentration of specific ions using ion-binding ligand bound to membrane | |
US10023937B2 (en) | Adsorbent for rare earth element and method for recovering rare earth element | |
US20130225401A1 (en) | Poly(Ionic Liquid) Sorbents and Membranes for CO2 Separation | |
JP6465273B2 (en) | Rare earth element adsorption separation material | |
CN102802781B (en) | There is the polysaccharide matrix, its production method and uses thereof of graft polymers | |
Hou et al. | Recent progress in advanced covalent organic framework composites for environmental remediation | |
Shyam Sunder et al. | Synthesis and characterization of poly (pyrrole-1-carboxylic acid) for preconcentration and determination of rare earth elements and heavy metals in water matrices | |
EP4263639A1 (en) | Fluoroolefin-vinylether copolymer ionic fluorogels and methods of use thereof | |
JP2004188307A (en) | Method for synthesizing zirconium-supported fibrous adsorbent having phosphate group and removal of arsenic using the same | |
JP2025001989A (en) | Functional molded body and production method of the same | |
CN111266023B (en) | Polyvinyl imidazole functionalized polysulfone microfiltration membrane and preparation method and application thereof | |
KR20170041740A (en) | Filtration material, filtration filter, method for manufacturing filtration material, filtration method, copolymer, and method for manufacturing copolymer | |
WO2016047705A1 (en) | Vinyl monomer having diglycolamidic-acid-type ligand | |
JP7120547B2 (en) | Substance immobilizing agent and substance immobilizing method using said substance immobilizing agent | |
Shi et al. | Enhanced absorption of Hg2+ by a recyclable thiol-functionalized Salix psammophila | |
JPWO2013047527A1 (en) | Ligand immobilization substrate and production method thereof, specific cell separation material, and blood treatment device | |
Raja et al. | An introduction to molecularly imprinted polymers: the plastic antibodies | |
Zheng et al. | An ion-imprinted microporous polypropylene membrane for the selective removal of Cu (II) from an aqueous solution | |
Temesgen et al. | Synthesis of aminated glycidyl methacrylate grafted rice husk and investigation of its anion‐adsorption properties | |
CN111511818B (en) | Polymer substrates with attached polymer chains | |
JP2013071074A (en) | Selective separation material and method of producing the same, and blood treater | |
Ke | Boron-selective membranes by surface functionalization with affinity hydrogel | |
JP2016040033A (en) | Filtration material, filtration filter, method for manufacturing filtration material, and filtration method | |
MOHAMED | Synthesis, Characterization and Some Properties of Chelating Polymers for Metal Ion Sorption |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20230721 |