(57)【要約】      （修正有）【課題】生体物質の付着抑制能を有するコーティング剤をコーティングしたメンブレン、およびそのメンブレンを用いる生体物質の分離、および精製方法の提供。【解決手段】表面の少なくとも一部に、生体物質の付着を抑制するコーティングを備える、均一な細孔を持つメンブレンである。表面の少なくとも一部に生体物質の付着を抑制するコーティング、好ましくは下記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位と、下記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位とを含むコーティングを備える。2020151630.tif 000023（式中、Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２、Ｕｂ３は、独立して、Ｈ又はＣ数１〜５のアルキル基、Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な細孔を有するメンブレンであって、表面の少なくとも一部に、生体物質の付着抑制能を有するコーティングを備える、生体物質の付着抑制能を有するメンブレン。
【請求項２】
前記コーティングが、下記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位と、下記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体：
【化１】
2020151630.tif 000021
（式中、
Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す）
を含む、請求項１に記載のメンブレン。
【請求項３】
前記共重合体が、さらに下記式（ｃ）：
【化２】
2020151630.tif 000022
［式中、
Ｒｃは、炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基、炭素原子数６乃至１０のアリール基、炭素原子数７乃至１５のアラルキル基又は炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基（ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい）を表す］
で表される基を含む繰り返し単位を含む、請求項２に記載のメンブレン。
【請求項４】
前記表面が、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エチレンビニルアルコール、シリコン、ガラス、金属、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト及びセラミックから選ばれる少なくとも１つを含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のメンブレン。
【請求項５】
前記メンブレンが、エッチング、トラックエッチング、リソグラフィー、フォトリソグラフィー、レーザーアブレーション、スタンピング、微細孔パンチング、ポリマースポンジ、直接発泡成形、押出成形及びホットエンボス加工から選ばれる方法により製造された、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のメンブレン。
【請求項６】
前記生体物質が、低分子化合物、ペプチド、タンパク質、糖、核酸、細胞外小胞及び細胞又はそれらの組み合わせを含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のメンブレン。
【請求項７】
前記細孔の横断面の最大幅が、０．０１μｍから３００μｍである、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のメンブレン。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のメンブレンを用いた、生体物質の分離又は精製の方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のメンブレンを備えたデバイス。
【請求項１０】
生体物質の付着抑制能を有するメンブレンの製造方法であって、均一な細孔を有するメンブレンの表面の少なくとも一部に、生体物質の付着を抑制するコーティング剤を塗布する工程を含む、製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体物質の付着抑制能を有するコーティング剤（好ましくは、該コーティング剤はイオンコンプレックス材料を含む）をコーティングした生体物質の付着抑制能を有するメンブレン、該メンブレンを用いる生体物質の分離、及び精製方法に関するものである。特に本発明は、メンブレンの細孔径が高度に均一なことを特徴とする生体物質の付着抑制能を有するメンブレンを用いる生体物質の分離、及び精製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
細胞間の情報伝達は様々な経路があるが、そのうちの１つの経路ではホルモン、サイトカインあるいは細胞外小胞によって細胞間の情報が伝達される。このような情報伝達生体物質を取り扱うために様々な分離・精製技術が開発されている。中でもメンブレンを用いる分離・精製方法は一般的によく用いられている。その方法の１つは、一定の細孔径を持つメンブレンを用いて、分離・精製を行うものである。特に細孔径が高度に均一なメンブレンを用いると、より分離・精製の精度を高めることができる。
【０００３】
細孔径が高度に均一なメンブレンを用いた生体物質の分離・精製方法は、例えば細菌検出、グルコースセンサーなどのバイオセンサー、あるいは人工すい臓などに応用が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。また、細胞への薬剤のトランスフェクション効率を高める方法に応用されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、ここで、情報伝達生体物質である低分子化合物、ペプチド、タンパク質、糖、核酸、細胞外小胞および細胞は分離・精製に用いるメンブレン自体に付着することがあり、問題となっていた。その課題に対して、例えば、ポリエチレンイミンポリマー、ポリビニルピロリドンまたはヘパリンを処理することで、タンパク質の付着を抑制することが提案されているが、効果は限定的なものであった（特許文献２参照）。
一方で、カチオン、アニオンを側鎖に含む高分子材料を表面に有する材料は、その静電気的バランスにより、該表面が電気的に中性に保たれることで生体物質（タンパク質、細胞等）の付着を防ぐ作用があることが知られている。また、それらの機能を用いたコーティング材料も提案されており、ガラスやポリマー基板などへの固着・固定化方法に関しても様々な報告がされている。本発明者らは、生体物質の付着抑制能を有するコーティング材料として期待されているリン酸エステル基を有するポリマーに注目し、検討を重ねた。その結果、特定のアニオン性基とカチオン性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされた器具が、生体物質の表面への付着を抑制すると共に、コーティングが器具表面に強固に固着しうることから、コーティングの溶出や放射線耐性が改善されたコーティングされた器具として有用であることを報告した（例えば、特許文献３，４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 2009, 1019-1022
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０４１０５０号公報
【特許文献２】ＲＵ２２３５５８３  Ｃ１
【特許文献３】国際公開第２０１６／０９３２９３号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／０１９６６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、生体物質の付着抑制能を有する共重合体を表面にコーティングした、細孔径が高度に均一なメンブレンを提供することを目的とする。さらに生体物質の付着抑制能を有する共重合体を表面にコーティングした、細孔径が高度に均一なメンブレンを用いて、生体物質を分離、精製する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記の課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、好ましくは特定のアニオン性基とカチオン性基に加え、特定の疎水性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされたメンブレンが、生体物質のメンブレン表面への付着を抑制すると共に、コーティングがメンブレン表面に強固に固着し、さらには微小な細孔を有するメンブレンであっても、表面に均一の膜厚を有し、細孔に対して十分に薄膜の、欠陥等の不具合が無いコーティングが、メンブレンの細孔形状に追従性良く形成された、生体物質の付着抑制能を持つメンブレンを提供できることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は以下のとおりである。
［１］
均一な細孔を有するメンブレンであって、表面の少なくとも一部に、生体物質の付着抑制能を有するコーティングを備える、生体物質の付着抑制能を有するメンブレン。
［２］
前記コーティングが、下記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位と、下記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体：
【０００８】
【化１】
2020151630.tif 000002
【０００９】
（式中、
Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す）
を含む、［１］に記載のメンブレン。
［３］
前記共重合体が、さらに下記式（ｃ）：
【００１０】
【化２】
2020151630.tif 000003
【００１１】
［式中、
Ｒｃは、炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基、炭素原子数６乃至１０のアリール基、炭素原子数７乃至１５のアラルキル基又は炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基（ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい）を表す］
で表される基を含む繰り返し単位を含む、［２］に記載のメンブレン。
［４］
前記表面が、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エチレンビニルアルコール、シリコン、ガラス、金属、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト及びセラミックから選ばれる少なくとも１つを含む、［１］から［３］のいずれか一項に記載のメンブレン。
［５］
前記メンブレンが、エッチング、トラックエッチング、リソグラフィー、フォトリソグラフィー、レーザーアブレーション、スタンピング、微細孔パンチング、ポリマースポンジ、直接発泡成形、押出成形及びホットエンボス加工から選ばれる方法により製造された、［１］から［４］のいずれか一項に記載のメンブレン。
［６］
前記生体物質が、低分子化合物、ペプチド、タンパク質、糖、核酸、細胞外小胞及び細胞又はそれらの組み合わせを含む、［１］から［５］のいずれか一項に記載のメンブレン。
［７］
前記細孔の横断面の最大幅が、０．０１μｍから３００μｍである、［１］から［６］のいずれか一項に記載のメンブレン。
［８］
［１］から［７］のいずれか一項に記載のメンブレンを用いた、生体物質の分離又は精製の方法。
［９］
［１］から［７］のいずれか一項に記載のメンブレンを備えたデバイス。
［１０］
生体物質の付着抑制能を有するメンブレンの製造方法であって、均一な細孔を有するメンブレンの表面の少なくとも一部に、生体物質の付着を抑制するコーティング剤を塗布する工程を含む、製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の生体物質の付着抑制能を有するメンブレンは、好ましくは式（ａ）で表されるアニオンと、式（ｂ）で表されるカチオンと、さらに好ましくは式（ｃ）で表される疎水性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされることによって、メンブレン表面への生体物質の付着を抑制することができる。該カチオン及びアニオンの静電気的バランスにより、メンブレンの表面が電気的に中性に保たれ、生体物質の付着を防ぐことができると考えられる。一方、コーティング中の該カチオン及びアニオンがイオン結合（イオンコンプレックス）を形成することで、ガラス、繊維、無機粒子又は樹脂（合成樹脂及び天然樹脂）等、メンブレンの基材の種類を選ばず固着することができ、さらに固着後は水系溶媒（水、リン酸緩衝液（ＰＢＳ）、アルコール等）への耐久性に優れたコーティングとなる。さらには微小な細孔を有するメンブレンであっても、メンブレン表面に均一にコーティング膜が形成されたメンブレンを製造できる。
【００１３】
本発明の生体物質の付着抑制能を有するメンブレンは、生体物質付着抑制能を有するポリマー、特に特定のアニオン構造と、特定のカチオン構造とを含む共重合体を含むコーティング膜を、その少なくとも一部の表面に、最大膜厚と最小膜厚の差が１０００Å以下、好ましくは３００Å以下で備える。コーティング膜は、優れた生体物質の付着抑制能を有する。また、ガラス、金属含有化合物もしくは半金属含有化合物、活性炭又は樹脂などの各種材料に簡便な操作でコーティング膜を付与することができる。また、場合により前記共重合体に疎水性基を導入することで、プラスチックなどの樹脂との密着性がよく、固着後の水系溶媒に対する耐久性がより優れたコーティング膜を付与することができる。
【００１４】
さらに、本発明の生体物質の付着抑制能を有するメンブレンが、互いに接する少なくとも２つの面から構成され、且つ２つの面が交わる角度が０＜θ＜１８０°である構造部分を含むものであっても、かかる構造部分のエッジ部分や細孔内にコーティング剤が溜まり、エッジ部分の厚みが著しく増えることが無く、また細孔が塞がることが無く、最大膜厚と最小膜厚の差が１０００Å以下、好ましくは３００Å以下の均一なコンフォーマルコーティング膜を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１でコーティングされたメンブレン及び非コーティングメンブレンを用い、メンブレンに付着せず溶液中に残存するエクソソーム量を測定した結果を示したグラフである。メンブレンを通過させていない時のエクソソーム量を１００％とした時、各メンブレン通過後のエクソソーム量を示している。
【図２】実施例２でコーティングされたメンブレン及び非コーティングメンブレンを用い、メンブレンに付着せず溶液中に残存するＩＬ３量を測定した結果を示したグラフである。メンブレンを通過させていない時のＩＬ３量を１００％とした時、各メンブレン通過後のＩＬ３量を示している。
【図３】実施例１，２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径８μｍ及び０．４μｍ）の膜表面のＳＥＭ画像である。
【図４】実施例１，２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径８μｍ及び０．４μｍ）の膜表面のＳＥＭ画像（図３の拡大図）である。
【図５】実施例１，２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径８μｍ）の膜断面のＳＥＭ画像である。
【図６】実施例１，２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径０．４μｍ）の膜断面のＳＥＭ画像である。
【図７】実施例１,２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径８μｍ及び０．４μｍ）及びコーティングしていない未処理メンブレンのＸＰＳ測定による炭素原子１ｓ軌道及びリン原子２ｐ軌道の各スペクトルである。
【図８】実施例１,２と同様の方法でコーティングされた各メンブレン（細孔径８μｍ及び０．４μｍ）及びコーティングしていない未処理メンブレンのＸＰＳ測定による窒素原子１ｓ軌道及び酸素原子１ｓ軌道の各スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
≪用語の説明≫
本発明において用いられる用語は、他に特に断りのない限り、以下の定義を有する。
【００１７】
本発明において、「ハロゲン原子」は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を意味する。
【００１８】
本発明において、「アルキル基」は、直鎖若しくは分岐の、飽和脂肪族炭化水素の１価の基を意味する。「炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、t−ブチル基、ｎ−ペンチル基、１−メチルブチル基、２−メチルブチル基、３−メチルブチル基、１，１−ジメチルプロピル基、１，２−ジメチルプロピル基、２，２−ジメチルプロピル基又は１−エチルプロピル基が挙げられる。「炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基」としては、上記炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基の例に加え、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基又はオクタデシル基、あるいはそれらの異性体が挙げられる。同様に「炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキル基」としては、「炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」の例に加え、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、あるいはそれらの異性体が挙げられる。
【００１９】
本発明において、「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」は、上記炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を意味するか、あるいは１以上の上記ハロゲン原子で置換された上記炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を意味する。「炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」の例は、上記のとおりである。一方「１以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」は、上記炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基の１以上の任意の水素原子が、ハロゲン原子で置き換えられているものを意味し、例としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロブチル基、又はペルフルオロペンチル基等が挙げられる。
【００２０】
本発明において、「エステル結合」は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−若しくは−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−を意味し、「アミド結合」は、−ＮＨＣ（＝Ｏ）−若しくは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−を意味し、「エーテル結合」は、−Ｏ−を意味する。
【００２１】
本発明において、「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基」は、炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基、あるいは１以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基を意味する。ここで、「アルキレン基」は、上記アルキル基に対応する２価の有機基を意味する。「炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基」の例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、１−メチルプロピレン基、２−メチルプロピレン基、ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、１−メチル−テトラメチレン基、２−メチル−テトラメチレン基、１，１−ジメチル−トリメチレン基、１，２−ジメチル−トリメチレン基、２，２−ジメチル−トリメチレン基、１−エチル−トリメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基及びデカメチレン基等が挙げられ、これらの中で、エチレン基、プロピレン基、オクタメチレン基及びデカメチレン基が好ましく、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等の炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキレン基がより好ましく、特にエチレン基又はプロピレン基が好ましい。「１以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基」は、上記アルキレン基の１以上の任意の水素原子が、ハロゲン原子で置き換えられているものを意味し、特に、エチレン基又はプロピレン基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置き換えられているものが好ましい。
【００２２】
本発明において、「炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基」は、炭素原子数３乃至１０の、単環式若しくは多環式の、飽和若しくは部分不飽和の、脂肪族炭化水素の１価の基を意味する。この中でも、炭素原子数３乃至１０の、単環式若しくは二環式の、飽和脂肪族炭化水素の１価の基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基又はシクロヘキシル基等の炭素原子数３乃至１０のシクロアルキル基、あるいはビシクロ［３．２．１］オクチル基、ボルニル基、イソボルニル基等の炭素原子数４乃至１０のビシクロアルキル基が挙げられる。
【００２３】
本発明において、「炭素原子数６乃至１０のアリール基」は、炭素原子数６乃至１０の、単環式若しくは多環式の、芳香族炭化水素の１価の基を意味し、例えば、フェニル基、ナフチル基又はアントリル基等が挙げられる。「炭素原子数６乃至１０のアリール基」は、１以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
【００２４】
本発明において、「炭素原子数７乃至１５のアラルキル基」は、基−Ｒ−Ｒ’（ここで、Ｒは、上記「炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキレン基」を表し、Ｒ’は、上記「炭素原子数６乃至１０のアリール基」を表す）を意味し、例えば、ベンジル基、フェネチル基、又はα−メチルベンジル基等が挙げられる。「炭素原子数７乃至１５のアラルキル基」のアリール部分は、１以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
【００２５】
本発明において、「炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基」は、基−Ｒ−Ｏ−Ｒ’（ここで、Ｒは、上記「炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキレン基」を表し、Ｒ’は、上記「炭素原子数６乃至１０のアリール基」を表す）を意味し、例えば、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基、又はフェノキシプロピル基等が挙げられる。「炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基」のアリール部分は、１以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
【００２６】
本発明において、「ハロゲン化物イオン」とは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンを意味する。
【００２７】
本発明において、「無機酸イオン」とは、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン又はホウ酸イオンを意味する。
【００２８】
上記Ａｎ−として好ましいのは、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンであり、特に好ましいのはハロゲン化物イオンである。
【００２９】
本発明において、（メタ）アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方を意味する。例えば（メタ）アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸を意味する。
【００３０】
また、本発明において、「アニオン」又は「アニオン性基」とは、陰イオン又は陰イオン性基を意味し、水中で解離して陰イオン又は陰イオン性基になり得るものも含む。同様に、本発明において、「カチオン」又は「カチオン性基」とは、陽イオン又は陽イオン性基を意味し、水中で解離して陽イオン又は陽イオン性基になり得るものも含む。
【００３１】
≪本発明の説明≫
＜生体物質の付着を抑制するコーティング剤＞
本発明において、生体物質の付着を抑制するコーティング剤は、エチレン性不飽和モノマーの重合体、又は多糖類若しくはその誘導体などのポリマーを含む。エチレン性不飽和モノマーの重合体の例としては、（メタ）アクリル酸及びそのエステル；酢酸ビニル；ビニルピロリドン；エチレン；ビニルアルコール；並びにそれらの親水性の官能性誘導体からなる群より選択される１種又は２種以上のエチレン性不飽和モノマーの重合体を挙げることができる。多糖類又はその誘導体の例としては、ヒドロキシアルキルセルロース（例えば、ヒドロキシエチルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース）等のセルロース系高分子、デンプン、デキストラン、カードランを挙げることができる。
【００３２】
親水性の官能性誘導体の親水性官能性基の例としては、リン酸、ホスホン酸及びそれらのエステル構造；ベタイン構造；アミド構造；アルキレングリコール残基；アミノ基；並びにスルフィニル基等が挙げられる。
【００３３】
ここで、リン酸及びそのエステル構造は、下記式：
【００３４】
【化３】
2020151630.tif 000004
【００３５】
［ここで、Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、互いに独立して、水素原子又は有機基（例えば、炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基等）である］
で表される基を意味し、ホスホン酸及びそのエステル構造は、下記式：
【００３６】
【化４】
2020151630.tif 000005
【００３７】
［ここで、Ｒ１４及びＲ１５は、互いに独立して、水素原子又は有機基（例えば、炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基等）である］
で表される基を意味する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルホスホン酸等を挙げることができる。
【００３８】
ベタイン構造は、第４級アンモニウム型の陽イオン構造と、酸性の陰イオン構造との両性中心を持つ化合物の一価又は二価の基を意味し、例えば、ホスホリルコリン基：
【００３９】
【化５】
2020151630.tif 000006
【００４０】
を挙げることができる。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）等を挙げることができる。
アミド構造は、下記式：
【００４１】
【化６】
2020151630.tif 000007
【００４２】
［ここで、Ｒ１６、Ｒ１７及びＲ１８は、互いに独立して、水素原子又は有機基（例えば、メチル基、ヒドロキシメチル基又はヒドロキシエチル基等）である］
で表される基を意味する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）（メタ）アクリルアミド等を挙げることができる。さらに、そのような構造を有するモノマー又はポリマーは、例えば、特開２０１０−１６９６０４号公報等に開示されている。
【００４３】
アルキレングリコール残基は、アルキレングリコール（ＨＯ−Ａｌｋ−ＯＨ；ここでＡｌｋは、炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基である）の片側端末又は両端末の水酸基が他の化合物と縮合反応した後に残るアルキレンオキシ基（−Ａｌｋ−Ｏ−）を意味し、アルキレンオキシ単位が繰り返されるポリ（アルキレンオキシ）基も包含する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等を挙げることができる。さらに、そのような構造を有するモノマー又はポリマーは、例えば、特開２００８−５３３４８９号公報等に開示されている。
【００４４】
アミノ基は、式：−ＮＨ２、−ＮＨＲ１９又は−ＮＲ２０Ｒ２１［ここで、Ｒ１９、Ｒ２０及びＲ２１は、互いに独立して、有機基（例えば、炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基等）である］で表される基を意味する。本明細書におけるアミノ基には、４級化又は塩化されたアミノ基を包含する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−（ｔ−ブチルアミノ）エチル（メタ）アクリレート、メタクリロイルコリンクロリド等を挙げることができる。
【００４５】
スルフィニル基は、下記式：
【００４６】
【化７】
2020151630.tif 000008
【００４７】
［ここで、Ｒ２２は、有機基（例えば、炭素原子数１乃至１０の有機基、好ましくは、１個以上のヒドロキシ基を有する炭素原子数１乃至１０のアルキル基等）である］
で表される基を意味する。そのような構造を有するポリマーとして、特開２０１４−４８２７８号公報等に開示された共重合体を挙げることができる。
【００４８】
その中でも、生体物質の付着を抑制するコーティングに含まれるポリマーとしては、下記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位と、下記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体：
【００４９】
【化８】
2020151630.tif 000009
【００５０】
［式中、Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し；Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す］が好ましい。
【００５１】
また共重合体は、さらに下記式（ｃ）：
【００５２】
【化９】
2020151630.tif 000010
【００５３】
［式中、Ｒｃは、炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基、炭素原子数６乃至１０のアリール基、炭素原子数７乃至１５のアラルキル基又は炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基（ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい）を表す］
で表される基を含む繰り返し単位を含んでもよい。
【００５４】
本発明に係わる共重合体は、上記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位と、上記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位と、場合により上記式（ｃ）で表される基を含む繰り返し単位を含む共重合体であれば特に制限は無い。なお、本発明において、上記式（ｃ）で表される基を含む繰り返し単位は、上記式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位及び上記式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位とは異なる。該共重合体は、上記式（ａ）で表される基を含むモノマーと、上記式（ｂ）で表される基を含むモノマーと、場合により上記式（ｃ）で表される基を含むモノマーとをラジカル重合して得られたものが望ましいが、重縮合、重付加反応させたものも使用できる。共重合体の例としては、オレフィンが反応したビニル重合ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられるが、これらの中でも特にオレフィンが反応したビニル重合ポリマー又は（メタ）アクリレート化合物を重合させた（メタ）アクリルポリマーが望ましい。
【００５５】
共重合体中における式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位の割合は、３モル％乃至８０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ａ）で表される基を含む繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００５６】
共重合体中における式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位の割合は、３モル％乃至８０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ｂ）で表される基を含む繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００５７】
共重合体中における式（ｃ）で表される基を含む繰り返し単位の割合は、全共重合体に対して上記式（ａ）及び（ｂ）を差し引いた残部であってもよいが、例えば０モル％乃至９０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ｃ）で表される基を含む繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００５８】
本発明に係わる共重合体の好ましい一実施態様は、下記式（ａ１）及び（ｂ１）の繰り返し単位を含む共重合体である。
【００５９】
【化１０】
2020151630.tif 000011
【００６０】
式中、Ｔａ及びＴｂは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ｑａ及びＱｂは、それぞれ独立して、単結合、エステル結合又はアミド結合を表し、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基を表し、Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表し、ｍは、０乃至６の整数を表す。
【００６１】
共重合体は、さらに下記式（ｃ１）の繰り返し単位を含んでもよい。
【００６２】
【化１１】
2020151630.tif 000012
【００６３】
式中、Ｔｃは、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ｑｃは、単結合、エーテル結合又はエステル結合を表し、Ｒｃは、炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基、炭素原子数６乃至１０のアリール基、炭素原子数７乃至１５のアラルキル基又は炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基（ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい）を表す。
【００６４】
式（ａ１）において、ｍは０乃至６の整数を表すが、好ましくは１乃至６の整数を表し、より好ましくは１乃至５の整数を表し、特に好ましくは１である。
【００６５】
共重合体中に含まれる式（ａ１）で表される繰り返し単位の割合は、３モル％乃至８０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ａ１）で表される繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００６６】
共重合体に含まれる式（ｂ１）で表される繰り返し単位の割合は、３モル％乃至８０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ｂ１）で表される繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００６７】
共重合体に含まれる式（ｃ１）で表される繰り返し単位の割合は、全共重合体に対して上記式（ａ１）及び式（ｂ１）を差し引いた残部であってもよいが、例えば０モル％乃至９０モル％である。なお、共重合体は、２種以上の式（ｃ１）で表される繰り返し単位を含んでいてもよい。
【００６８】
本発明に係わる共重合体の好ましい別の実施態様は、下記式（Ａ）及び（Ｂ）：
【００６９】
【化１２】
2020151630.tif 000013
【００７０】
［式中、
Ｔａ及びＴｂは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し；
Ｑａ及びＱｂは、それぞれ独立して、単結合、エステル結合又はアミド結合を表し；
Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基を表し；
Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し；
Ａｎ−は、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表し；
ｍは、０乃至６の整数を表す］
で表される化合物を含むモノマー混合物を、溶媒中にて反応（重合）させることにより得られる共重合体である。
【００７１】
共重合体は、さらに下記式（Ｃ）： 
【００７２】
【化１３】
2020151630.tif 000014
【００７３】
［式中、
Ｔｃは、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し；
Ｑｃは、単結合、エーテル結合又はエステル結合を表し；
Ｒｃは、炭素原子数１乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式炭化水素基、炭素原子数６乃至１０のアリール基、炭素原子数７乃至１５のアラルキル基又は炭素原子数７乃至１５のアリールオキシアルキル基（ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい）を表す］
で表わされる化合物を含むモノマー混合物より得られる共重合体であってよい。
【００７４】
Ｔａ、Ｔｂ及びＴｃとしては、水素原子、メチル基又はエチル基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。Ｑａ、Ｑｂ及びＱｃとしては、単結合又はエステル結合が好ましく、エステル結合がより好ましい。Ｒａ及びＲｂとしては、炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基がより好ましい。Ｒｃとしては、炭素原子数４乃至１８の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数３乃至１０のシクロアルキル基が好ましく、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基若しくはそれらの異性体、又はシクロヘキシル基がより好ましい。Ｕａ１、Ｕａ２、Ｕｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３としては、水素原子、メチル基、エチル基又はｔ−ブチル基が好ましく、式（ａ）のＵａ１及びＵａ２としては、水素原子がより好ましく、式（ｂ）のＵｂ１、Ｕｂ２及びＵｂ３としては、水素原子、メチル基、エチル基又はｔ−ブチル基がより好ましい。
【００７５】
上記式（Ａ）の具体例としては、ビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチル（メタ）アクリレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシプロピル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシメチル（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキポリオキシエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、アシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられるが、この中でもビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート（＝リン酸２−（メタクリロイルオキシ）エチル）又はアシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノメタクリレートが好ましく用いられ、最も好ましいのはアシッドホスホオキシエチルメタクリレート（＝リン酸２−（メタクリロイルオキシ）エチル）である。
【００７６】
ビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート（＝リン酸２−（メタクリロイルオキシ)エチル）、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノメタクリレート及びアシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレートの構造式は、それぞれ下記式（Ａ−１）乃至式（Ａ−４）で表される。
【００７７】
【化１４】
2020151630.tif 000015
【００７８】
これらの化合物は、合成時において、後述する一般式（Ｄ）又は（Ｅ）で表されるような、２つの官能基を有する（メタ）アクリレート化合物を含む場合がある。
【００７９】
上記式（Ｂ）の具体例としては、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、２−（ｔ−ブチルアミノ）エチル（メタ）アクリレート、メタクリロイルコリンクロリド等が挙げられるが、この中でもジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メタクリロイルコリンクロリド又は２−（ｔ−ブチルアミノ）エチル（メタ）アクリレートが好ましく用いられ、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートが最も好ましく用いられる。
【００８０】
ジメチルアミノエチルアクリレート（＝アクリル酸２−（ジメチルアミノ）エチル）、ジエチルアミノエチルメタクリレート（＝メタクリル酸２−（ジエチルアミノ）エチル）、ジメチルアミノエチルメタクリレート（＝メタクリル酸２−（ジメチルアミノ）エチル）、メタクリロイルコリンクロリド及び２−（ｔ−ブチルアミノ）エチルメタクリレート（＝メタクリル酸２−（ｔ−ブチルアミノ）エチル）の構造式は、それぞれ下記式（Ｂ−１）乃至式（Ｂ−５）で表される。
【００８１】
【化１５】
2020151630.tif 000016
【００８２】
上記式（Ｃ）の具体例としては、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸の直鎖若しくは分岐アルキルエステル類；シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸の環状アルキルエステル類；ベンジル（メタ）アクリレート、フェネチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸のアラルキルエステル類；スチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系モノマー；メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系モノマーが挙げられる。この中でもブチル（メタ）アクリレート又はシクロヘキシル（メタ）アクリレートが好ましく用いられる。
【００８３】
ブチルメタクリレート（＝メタクリル酸ブチル）及びシクロヘキシルメタクリレート（＝メタクリル酸シクロヘキシル）の構造式は、それぞれ下記式（Ｃ−１）及び式（Ｃ−２）で表される。
【００８４】
【化１６】
2020151630.tif 000017
【００８５】
本発明に係わる共重合体の別の実施態様では、上記式（Ａ）、（Ｂ）及び場合により（Ｃ）で表される化合物に加えて、さらに任意の第４成分が共重合していてもよい。例えば、第４成分として２以上の官能基を有する（メタ）アクリレート化合物が共重合しており、ポリマーの一部が部分的に３次元架橋していてもよい。そのような第４成分として、例えば、下記式（Ｄ）又は（Ｅ）：
【００８６】
【化１７】
2020151630.tif 000018
【００８７】
［式中、Ｔｄ、Ｔｅ及びＵｅは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１乃至５の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Ｒｄ及びＲｅは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至１０の直鎖若しくは分岐アルキレン基を表し；ｎは、１乃至６の整数を表す］で表される２官能性モノマーが挙げられる。すなわち本発明に係わる共重合体は、好ましくは、このような２官能性モノマーから誘導される架橋構造を含むものである。
【００８８】
式（Ｄ）及び（Ｅ）において、Ｔｄ及びＴｅは、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はエチル基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。
【００８９】
式（Ｅ）において、Ｕｅは、好ましくは、水素原子、メチル基又はエチル基であり、より好ましくは、水素原子である。
【００９０】
式（Ｄ）において、Ｒｄは、好ましくは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至３の直鎖若しくは分岐アルキレン基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、エチレン基若しくはプロピレン基であるか、あるいは１つの塩素原子で置換されたエチレン基若しくはプロピレン基であり、特に好ましくは、エチレン基若しくはプロピレン基である。また式（Ｄ）において、ｎは、好ましくは、１乃至５の整数を表し、特に好ましくは１である。
【００９１】
式（Ｅ）において、Ｒｅは、好ましくは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数１乃至３の直鎖若しくは分岐アルキレン基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、エチレン基若しくはプロピレン基であるか、あるいは１つの塩素原子で置換されたエチレン基若しくはプロピレン基であり、特に好ましくは、エチレン基若しくはプロピレン基である。また式（Ｅ）において、ｎは、好ましくは、１乃至５の整数を表し、特に好ましくは１である。
【００９２】
式（Ｄ）で表される２官能性モノマーは、好ましくは、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００９３】
式（Ｅ）で表される２官能性モノマーは、好ましくは、リン酸ビス（メタクリロイルオキシメチル）、リン酸ビス［（２−メタクリロイルオキシ）エチル］、リン酸ビス［３−（メタクリロイルオキシ）プロピル］、あるいは上記式（Ａ−３）又は（Ａ−４）由来の２官能性モノマーが挙げられる。
【００９４】
式（Ｄ）と式（Ｅ）の中では、式（Ｅ）で表される２官能性モノマーがより好ましく用いられる。
【００９５】
また、３官能（メタ）アクリレート化合物としては、トリアクリル酸ホスフィニリジントリス（オキシ−２，１−エタンジイル）が挙げられる。
【００９６】
これら第４成分の中でも、特に、エチレングリコールジメタクリレート、上記式（Ａ−３）及び（Ａ−４）由来の２官能性モノマーのうち、エチレングリコール及びプロピレングリコールの繰り返し単位を有するジメタクリレート、リン酸ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］、並びに上記式（Ａ−３）及び（Ａ−４）由来の２官能性モノマーのうち、リン酸エステル基を介してエチレングリコール及びプロピレングリコールの繰り返し単位を有するジメタクリレートが好ましく、その構造式は、それぞれ、下記式（Ｄ−１）乃至（Ｄ−３）及び式（Ｅ−１）乃至（Ｅ−３）で表される。
【００９７】
【化１８】
2020151630.tif 000019
【００９８】
これらの中でも、式（Ｅ−１）乃至（Ｅ−３）が特に好ましい。
【００９９】
共重合体には、これらの第４成分の１種又は２種以上が含まれていてもよい。
【０１００】
上記共重合体中における第４成分、例えば、上記式（Ｄ）又は（Ｅ）で表される２官能性モノマーから誘導される架橋構造の割合は、０モル％乃至５０モル％であり、好ましくは５モル％乃至４５モル％であり、最も好ましくは１０モル％乃至４０モル％である。
【０１０１】
式（Ａ）で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、３モル％乃至８０モル％である。また、式（Ａ）で表される化合物は、２種以上であってもよい。
【０１０２】
式（Ｂ）で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、３モル％乃至８０モル％である。また、式（Ｂ）で表される化合物は、２種以上であってもよい。
【０１０３】
式（Ｃ）で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、上記式（Ａ）及び（Ｂ）の割合を差し引いた残部であってもよいが、例えば０モル％乃至９０モル％である。また、式（Ｃ）で表される化合物は、２種以上であってもよい。
【０１０４】
本発明の実施態様に係わる共重合体は、一般的なアクリルポリマー又はメタクリルポリマー等の合成方法であるラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等の方法により合成することができる。その形態は溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合等、種々の方法が可能である。
【０１０５】
重合反応における溶媒としては、水、リン酸緩衝液又はエタノール等のアルコール又はこれらを組み合わせた混合溶媒でもよいが、水又はエタノールを含むことが望ましい。さらには水又はエタノールを１０質量％以上１００質量％以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを５０質量％以上１００質量％以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを８０質量％以上１００質量％以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを９０質量％以上１００質量％以下含むことが好ましい。好ましくは水とエタノールの合計が１００質量％である。
【０１０６】
反応濃度としては、例えば上記式（Ａ）又は式（Ｂ）で表される化合物の反応溶媒中の濃度を、０．０１質量％乃至４質量％とすることが好ましい。濃度が４質量％超であると、例えば式（Ａ）で表されるリン酸基の有する強い会合性により共重合体が反応溶媒中でゲル化してしまう場合がある。濃度０．０１質量％未満では、得られたワニスの濃度が低すぎるため、十分な膜厚のコーティング膜を得るためのコーティング剤の作成が困難である。濃度が、０．０１質量％乃至３質量％、例えば３質量％、２質量％又は１質量％であることがより好ましい。
【０１０７】
また本発明に係わる共重合体の合成においては、例えば下記式（１）に記載の塩とした後、場合により式（Ｃ）で表される化合物と共に重合して共重合体を作製してもよい。
【０１０８】
【化１９】
2020151630.tif 000020
【０１０９】
リン酸基含有モノマーは会合し易いモノマーのため、反応系中に滴下されたとき、速やかに分散できるように反応溶媒中に少量ずつ滴下してもよい。
【０１１０】
さらに、反応溶媒はモノマー及びポリマーの溶解性を上げるために加温（例えば４０℃乃至１００℃）してもよい。
【０１１１】
重合反応を効率的に進めるためには、重合開始剤を使用することが望ましい。重合開始剤の例としては、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０６５、１０時間半減期温度；５１℃）、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、１−［（１−シアノ−１−メチルエチル）アゾ］ホルムアミド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０８６、１０時間半減期温度；８６℃）、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］ｎ−水和物（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０５７、１０時間半減期温度；５７℃）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシド）（和光純薬工業（株）製；Ｖ−５０１）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０４４、１０時間半減期温度；４４℃）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジスルファートジヒドレート（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０４６Ｂ、１０時間半減期温度；４６℃）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］（和光純薬工業（株）製；ＶＡ−０６１、１０時間半減期温度；６１℃）、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド（和光純薬工業（株）製；Ｖ−５０、１０時間半減期温度；５６℃）、ペルオキソ二硫酸又はｔ−ブチルヒドロペルオキシド等が用いられる。
【０１１２】
水への溶解性、イオンバランス及びモノマーとの相互作用を考慮した場合、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］ｎ−水和物、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシッド）、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジヒドロクロリド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジスルファートジヒドレート、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド及びペルオキソ二硫酸から選ばれることが好ましい。
【０１１３】
有機溶媒への溶解性、イオンバランス及びモノマーとの相互作用を考慮した場合、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）又は２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）を用いることが望ましい。
【０１１４】
重合開始剤の添加量としては、重合に用いられるモノマーの合計重量に対し、０．０５質量％乃至１０質量％である。
【０１１５】
反応条件は反応容器をオイルバス等で５０℃乃至２００℃に加熱し、1時間乃至４８時間、より好ましくは８０℃乃至１５０℃、５時間乃至３０時間攪拌を行うことで、重合反応が進み本発明の共重合体が得られる。反応雰囲気は窒素雰囲気が好ましい。
【０１１６】
反応手順としては、全反応物質を室温の反応溶媒に全て入れてから、上記温度に加熱して重合させてもよいし、あらかじめ加温した溶媒中に、反応物質の混合物全部又は一部を少々ずつ滴下してもよい。
【０１１７】
後者の反応手順によれば、本発明の共重合体は、上記式（Ａ）、（Ｂ）及び場合により（Ｃ）で表される化合物、溶媒及び重合開始剤を含む混合物を、重合開始剤の１０時間半減期温度より高い温度に保持した溶媒に滴下し、反応（重合）させる工程を含む製造方法により調製することができる。
【０１１８】
本発明に係わる共重合体の分子量は数千から数百万程度であれば良く、好ましくは５，０００乃至５，０００，０００である。さらに好ましくは、１０，０００乃至２，０００，０００、最も好ましくは５，０００乃至１，０００，０００である。また、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれでも良く、該共重合体を製造するための共重合反応それ自体には特別の制限はなく、ラジカル重合やイオン重合や光重合、乳化重合を利用した重合等の公知の溶液中で合成される方法を使用できる。これらは目的の用途によって、本発明の共重合体のうちいずれかを単独使用することもできるし、複数の共重合体を混合し、且つその比率は変えて使用することもできる。
【０１１９】
本発明に係わるメンブレンにコーティングを形成するために用いられるコーティング剤は、所望の共重合体を、場合により所望の溶媒にて所定の濃度に希釈することにより調製してもよい。
【０１２０】
そのような溶媒としては、水、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）、アルコールが挙げられる。アルコールとしては、炭素数２乃至６のアルコール、例えば、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、２，２−ジメチル−１−プロパノール（＝ネオペンチルアルコール）、２−メチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、２−メチル−２−ブタノール（＝ｔ−アミルアルコール）、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−３−ペンタノール、シクロペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、２，３−ジメチル−２−ブタノール、３，３−ジメチル−１−ブタノール、３，３−ジメチル−２−ブタノール、２−エチル−１−ブタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−３−ペンタノール、３−メチル−１−ペンタノール、３−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−３−ペンタノール、４−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、４−メチル−３−ペンタノール及びシクロヘキサノールが挙げられ、単独で又はそれらの組み合わせの混合溶媒を用いてもよいが、共重合体の溶解の観点から、水、ＰＢＳ、エタノール、プロパノール、及びそれらの混合溶媒から選ばれるのが好ましく、水、エタノール、及びそれらの混合溶媒から選ばれるのがより好ましい。
【０１２１】
さらにコーティング剤は、共重合体含有ワニスから調製してもよい。共重合体含有ワニスは、例えば、上記式（Ａ）、（Ｂ）及び場合により（Ｃ）で表される化合物を、溶媒中で、化合物の合計濃度０．０１質量％乃至２０質量％にて反応（重合）させる工程を含む製造方法により調製することができる。
【０１２２】
コーティング剤中の固形分の濃度としては、均一にコーティング膜を形成させるために、０．０１乃至５０質量％が望ましい。また、コーティング剤中の共重合体の濃度としては、好ましくは０．０１乃至４質量％、より好ましくは０．０１乃至３質量％、特に好ましくは０．０１乃至２質量％である。共重合体の濃度が０．０１質量％未満であると、コーティング剤中の共重合体の濃度が低すぎて十分な膜厚のコーティング膜が形成できず、４質量％超であると、コーティング剤の保存安定性が悪くなり、溶解物の析出やゲル化が起こる可能性がある。
【０１２３】
さらにコーティング剤は、上記共重合体と溶媒の他に、必要に応じて得られるコーティング膜の性能を損ねない範囲で他の物質を添加することもできる。他の物質としては、防腐剤、界面活性剤、基材との密着性を高めるプライマー、防カビ剤及び糖類等が挙げられる。
コーティング剤中の共重合体のイオンバランスを調節するために、さらにコーティング剤中のｐＨを予め調整する工程を含んでいてもよい。ｐＨ調整は、例えば上記共重合体と溶媒を含む組成物にｐＨ調整剤を添加し、該組成物のｐＨを３．０以上、好ましくは３．５乃至８．５、さらに好ましくは３．５乃至８．０とすることにより実施してもよい。使用しうるｐＨ調整剤の種類及びその量は、上記共重合体の濃度や、そのアニオンとカチオンの存在比等に応じて適宜選択される。
【０１２４】
ｐＨ調整剤の例としては、アンモニア、ジエタノールアミン、ピリジン、Ｎ−メチル−Ｄ−グルカミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン等の有機アミン；水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物；硫酸、リン酸、塩酸、炭酸等の無機酸又はそのアルカリ金属塩；コリン等の４級アンモニウムカチオン、あるいはこれらの混合物（例えば、リン酸緩衝生理食塩水等の緩衝液）を挙げることができる。これらの中でも、アンモニア、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム、コリン、Ｎ−メチル−Ｄ−グルカミン、トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンが好ましく、特にアンモニア、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム及びコリンが好ましい。
【０１２５】
本発明のメンブレンは、上記コーティング剤より形成されたコーティングを、メンブレンの表面の少なくとも一部に有する。具体的には、生体物質を含む液と接触し得る、メンブレンの表裏の表面及び／又は細孔の内面の表面の少なくとも一部に有する。
【０１２６】
なお、コーティング工程の前に、メンブレンの表面を、公知のプラズマ処理に付してもよい。
例えば、ガラスやＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの酸価物表面を親水化するためにＵＶ照射や酸素プラズマ処理をする方法は知られている。また、プラスチックや樹脂のシリコーンゴム（ポリジメチルシロキサン）の表面を親水化させてワニスとの密着性を促す技術も報告されている。（特許第５８９８７０３号、特許第４２５５９１１号）
プラズマは、酸素系、窒素系、フッ素系の各種単一ガス、もしくは、それらの混合ガスにより発生した真空プラズマ、もしくは、大気圧または大気圧近傍の圧力下で発生するプラズマなど、活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在する空間をつくることができる装置を用いて発生できる。
【０１２７】
本発明に係るコーティング膜形成用組成物をメンブレンに塗布し、乾燥させてコーティング膜を形成する。
【０１２８】
本発明のコーティング膜を形成すべく、上記のコーティング膜形成用組成物をメンブレンの表面の少なくとも一部に塗布する。塗布方法としては特に制限は無く、通常のスピンコート、ディップコート、溶媒キャスト法等の塗布法が用いられる。
必要に応じて、コーティングされたメンブレンを滅菌するために、放射線、電子線、エチレンオキサイド、オートクレーブ等の公知の滅菌処理を施してもよい。
【０１２９】
＜生体物質＞
本発明において、生体物質としては、専ら生体内で検出される低分子化合物、ペプチド、タンパク質、糖、核酸、細胞外小胞及び細胞又はそれらの組み合わせが挙げられる。
【０１３０】
例えば低分子化合物としては、ステロイドホルモン、アミン・アミノ酸誘導体ホルモン、エイコサノイド、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
例えばペプチド、タンパク質としてはケモカイン、インターフェロン、インターロイキン、リンホカイン、フィブリノゲン、牛血清アルブミン（ＢＳＡ）、ヒトアルブミン、各種グロブリン、β−リポ蛋白質、各種抗体（ＩｇＧ、ＩｇＡ、ＩｇＭ）、ペルオキシダーゼ、各種補体、各種レクチン、フィブロネクチン、リゾチーム、フォン・ヴィレブランド因子（ｖＷＦ）、血清γ−グロブリン、ペプシン、卵白アルブミン、インシュリン、ヒストン、リボヌクレアーゼ、コラーゲン、ケラチン、シトクロームｃ、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
（細胞増殖に係わるペプチド）
本発明における細胞増殖に係わるペプチドは、特定の細胞の数、重量及び／又は体積などを増加させる作用を有するペプチドであれば、特に制限されない。ペプチドとは、２個以上のアミノ酸がペプチド結合によって結合したものを意味し、アミノ酸数が１０以下のオリゴペプチドや、アミノ酸数が１１以上のポリペプチドを含む。本発明における細胞増殖に係わるペプチドとしては、好ましくはアミノ酸数が２００以下、より好ましくはアミノ酸数が１１以上１５０以下のポリペプチドが挙げられる。なおペプチドは、非アミノ酸部分を含んでいてもよく、鎖状又は環状であってもよい。本発明における細胞増殖に係わるペプチドは、好ましくは、受容体やシグナルを介した細胞増殖に係わるペプチド又は栄養輸送に係わるペプチドである。
【０１３１】
受容体やシグナルを介した細胞増殖に係わるペプチドは、好ましくは、細胞増殖因子（成長因子ともいう）、造血因子、神経栄養因子、サイトカイン及びホルモンからなる群から選ばれる。細胞増殖因子の例としては、以下に限定されるものではないが、上皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様増殖因子（ＩＧＦ）、トランスフォーミング増殖因子−β（ＴＧＦ−β）、神経成長因子（ＮＧＦ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、酸性線維芽細胞増殖因子（ａＦＧＦ）、塩基性線維芽細胞増殖因子（ｂＦＧＦ）等が挙げられ、好適な例としては、ヒトＥＳ細胞やｉＰＳ細胞等の各種幹細胞の培養に使用されるｂＦＧＦ、ＥＧＦ、ＴＧＦ−βが挙げられる。造血因子の例としては、以下に限定されるものではないが、顆粒コロニー球刺激因子（Ｇ−ＣＳＦ）、顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、マクロファージコロニー刺激因子（Ｍ−ＣＳＦ）、単球走化性因子（ＭＣＰ−１）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、幹細胞成長因子−α（ＳＣＧＦ−α）、エリスロポエチン（ＥＰＯ）、トロンボポエチン（ＴＰＯ）等が挙げられる。神経栄養因子の例としては、神経成長因子（ＮＧＦ）、脳由来神経栄養因子（ＢＤＮＦ）、ニューロトロフィン３及びニューロトロフィン４／５等が挙げられる。サイトカインの例としては、インターロイキン、コロニー刺激因子等が挙げられ、好適な例としては、インターロイキンが挙げられる。特にインターロイキンの例としては、インターロイキン−１α、インターロイキン−１β、インターロイキン−２、インターロイキン−３、インターロイキン−４、インターロイキン−５、インターロイキン−６、インターロイキン−７、インターロイキン−８、インターロイキン−９、インターロイキン−１０、インターロイキン−１１、インターロイキン−１２、インターロイキン−１３、インターロイキン−１４、インターロイキン−１５、インターロイキン−１６、インターロイキン−１７、インターロイキン−１８、白血病阻害因子（ＬＩＦ）等が挙げられ、特に好適な例としては、インターロイキン−３、インターロイキン−６が挙げられる。さらにホルモンの例としては、以下に限定されるものではないが、インスリン、グルカゴン、副腎皮質刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、成長ホルモン、濾胞刺激ホルモン、黄体刺激ホルモン、プロラクチン、フィブロネクチン等が挙げられる。
【０１３２】
栄養輸送に係わるペプチドの例としては、以下に限定されるものではないが、トランスフェリン又はウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）が挙げられる。
例えば糖としてはグルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、ヘパリン、ヒアルロン酸、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
例えば核酸としてはデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
本発明に係る細胞外小胞は、細胞から分泌される直径約１００ｎｍの小胞であり、その膜構造は細胞自身や細胞内小器官と同様に脂質二重層からなっている。唾液、血液、尿、羊水など、あらゆる体液中や細胞培養液中に安定して存在する。近年、がんやその他の疾病のバイオマーカーとして注目されており、体液中の細胞外小胞を集めて、ｍｉＲＮＡなどの内包物を調べることで、がんや認知症の早期診断が可能になると期待されている。また、間葉系幹細胞が免疫抑制作用や抗炎症作用を持つことから、間葉系幹細胞を用いた再生医療や細胞治療は、現在、世界各国で多くの臨床試験が実施されており、有効性が報告されているが、一方で間葉系幹細胞が分泌する細胞外小胞にも同様に免疫抑制作用や抗炎症作用があると考えられており、各種疾患の治療に用いる臨床試験が実施されている。
【０１３３】
細胞外小胞の例としては、Exosomes（エクソソーム）、Microvesicles（MV; 微小小胞体）、Apoptotic Bodies（アポトーシス小体）又はそれらの組合せが挙げられる。
【０１３４】
Exosomes（エクソソーム）とは、エンドサイト−シス・パスウエイに由来する、40-120nmの小胞である。構成成分としては、タンパク質、核酸(mRNA、miRNA、ノン・コーティングRNA)から成る。細胞間コミュニケーションを司る機能を有する。
【０１３５】
Microvesicles（MV; 微小小胞体）は細胞質膜に由来する、50-1,000nmの小胞であり、構成成分としては、タンパク質、核酸(mRNA、miRNA、ノン・コーティングRNA)から成る。細胞間コミュニケーションを司る機能を有する。
【０１３６】
Apoptotic Bodies（アポトーシス小体）は細胞質膜に由来する、500-2,000nmの小胞であり、構成成分としては、断片化された核、細胞小器官（オルガネラ）から成る。ファゴサイトーシスを誘導する機能を有する。
【０１３７】
本発明における細胞とは、動物又は植物を構成する最も基本的な単位であり、その要素として細胞膜の内部に細胞質と各種の細胞小器官をもつものである。この際、ＤＮＡを内包する核は、細胞内部に含まれても含まれなくてもよい。例えば、動物由来の細胞には、精子や卵子などの生殖細胞、生体を構成する体細胞、幹細胞（多能性幹細胞等）、前駆細胞、生体から分離されたがん細胞、生体から分離され不死化能を獲得して体外で安定して維持される細胞（細胞株）、生体から分離され人為的に遺伝子改変がなされた細胞、生体から分離され人為的に核が交換された細胞等が含まれる。生体を構成する体細胞の例としては、以下に限定されるものではないが、線維芽細胞、骨髄細胞、Ｂリンパ球、Ｔリンパ球、好中球、好酸球、好塩基球、赤血球、血小板、巨核球、マクロファージ、単球、骨細胞、骨髄細胞、周皮細胞、樹状細胞、ケラチノサイト、脂肪細胞、間葉細胞、上皮細胞、表皮細胞、内皮細胞、血管内皮細胞、肝実質細胞、軟骨細胞、卵丘細胞、神経系細胞、グリア細胞、ニューロン、オリゴデンドロサイト、マイクログリア、星状膠細胞、心臓細胞、食道細胞、筋肉細胞（たとえば、平滑筋細胞又は骨格筋細胞）、膵臓ベータ細胞、メラニン細胞、造血前駆細胞（例えば、臍帯血又は骨髄由来のＣＤ３４陽性前駆細胞）、及び単核細胞等が含まれる。当該体細胞は、例えば皮膚、腎臓、脾臓、副腎、肝臓、肺、卵巣、膵臓、子宮、胃、結腸、小腸、大腸、膀胱、前立腺、精巣、胸腺、筋肉、結合組織、骨、軟骨、血管組織、血液（臍帯血を含む）、骨髄、心臓、眼、脳又は神経組織などの任意の組織から採取される細胞が含まれる。幹細胞とは、自分自身を複製する能力と他の複数系統の細胞に分化する能力を兼ね備えた細胞であり、その例としては、以下に限定されるものではないが、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）、胚性腫瘍細胞、胚性生殖幹細胞、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞、筋幹細胞、生殖幹細胞、腸幹細胞、がん幹細胞、毛包幹細胞などが含まれる。多能性幹細胞としては、前記幹細胞のうち、ＥＳ細胞、胚性生殖幹細胞、ｉＰＳ細胞が挙げられる。前駆細胞とは、前記幹細胞から特定の体細胞や生殖細胞に分化する途中の段階にある細胞である。がん細胞とは、体細胞から派生して無限の増殖能を獲得した細胞である。細胞株とは、生体外での人為的な操作により無限の増殖能を獲得した細胞である。がん細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、ヒト乳がん細胞株としてＨＢＣ−４、ＢＳＹ−１、ＢＳＹ−２、ＭＣＦ−７、ＭＣＦ−７／ＡＤＲ  ＲＥＳ、ＨＳ５７８Ｔ、ＭＤＡ−ＭＢ−２３１、ＭＤＡ−ＭＢ−４３５、ＭＤＡ−Ｎ、ＢＴ−５４９、Ｔ４７Ｄ、ヒト子宮頸がん細胞株としてＨｅＬａ、ヒト子宮平滑筋肉腫細胞株としてＳＫＮ、ヒト肺がん細胞株としてＡ５４９、ＥＫＶＸ、ＨＯＰ−６２、ＨＯＰ−９２、ＮＣＩ−Ｈ２３、ＮＣＩ−Ｈ２２６、ＮＣＩ−Ｈ３２２Ｍ、ＮＣＩ−Ｈ４６０、ＮＣＩ−Ｈ５２２、ＤＭＳ２７３、ＤＭＳ１１４、ヒト大腸がん細胞株としてＣａｃｏ−２、ＣＯＬＯ−２０５、ＨＣＣ−２９９８、ＨＣＴ−１５、ＨＣＴ−１１６、ＨＴ−２９、ＫＭ−１２、ＳＷ−６２０、ＷｉＤｒ、ヒ���前立腺がん細胞株としてＤＵ−１４５、ＰＣ−３、ＬＮＣａＰ、ヒト中枢神経系がん細胞株としてＵ２５１、ＳＦ−２９５、ＳＦ−５３９、ＳＦ−２６８、ＳＮＢ−７５、ＳＮＢ−７８、ＳＮＢ−１９、ヒト卵巣がん細胞株としてＯＶＣＡＲ−３、ＯＶＣＡＲ−４、ＯＶＣＡＲ−５、ＯＶＣＡＲ−８、ＳＫ−ＯＶ−３、ＩＧＲＯＶ−１、ヒト腎がん細胞株としてＲＸＦ−６３１Ｌ、ＡＣＨＮ、ＵＯ−３１、ＳＮ−１２Ｃ、Ａ４９８、ＣＡＫＩ−１、ＲＸＦ−３９３Ｌ、７８６−０、ＴＫ−１０、ヒト胃がん細胞株としてＭＫＮ４５、ＭＫＮ２８、Ｓｔ−４、ＭＫＮ−１、ＭＫＮ−７、ＭＫＮ−７４、皮膚がん細胞株としてＬＯＸ−ＩＭＶＩ、ＬＯＸ、ＭＡＬＭＥ−３Ｍ、ＳＫ−ＭＥＬ−２、ＳＫ−ＭＥＬ−５、ＳＫ−ＭＥＬ−２８、ＵＡＣＣ−６２、ＵＡＣＣ−２５７、Ｍ１４、白血病細胞株としてＣＣＲＦ−ＣＲＭ、Ｋ５６２、ＭＯＬＴ−４、ＨＬ−６０ＴＢ、ＲＰＭＩ８２２６、ＳＲ、ＵＴ７／ＴＰＯ、Ｊｕｒｋａｔ、ＴＦ１等が挙げられる。細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、ＨＥＫ２９３（ヒト胎児腎細胞）、ＭＤＣＫ、ＭＤＢＫ、ＢＨＫ、Ｃ−３３Ａ、ＡＥ−１、３Ｄ９、Ｎｓ０／１、ＮＩＨ３Ｔ３、ＰＣ１２、Ｓ２、Ｓｆ９、Ｓｆ２１、Ｈｉｇｈ  Ｆｉｖｅ（登録商標）、Ｖｅｒｏ等が含まれる。肝細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、ＨｅｐＧ２、Ｈｅｐ３Ｂ、ＨｅｐａＲＧ（登録商標）、ＪＨＨ７、ＨＬＦ、ＨＬＥ、ＰＬＣ／ＰＲＦ／５、ＷＲＬ６８、ＨＢ６１１、ＳＫ−ＨＥＰ−１、ＨｕＨ−４、ＨｕＨ−７等が挙げられる。
【０１３８】
植物由来の細胞には、植物体の各組織から分離した細胞が含まれ、当該細胞から細胞壁を人為的に除いたプロトプラストも含まれる。
【０１３９】
これらの中でも、細胞外小胞（例えばエクソソーム）又は細胞増殖に係わるペプチド（例えばインターロイキン）であることが特に好ましい。
【０１４０】
本発明において、「生体物質の付着が抑制された」（又は「生体物質の付着抑制能を有する」）とは、後述する実施例（例えば、試験例１）に記載された方法にて行う付着試験にて、コーティング膜を形成したメンブレンに接触、通過させた生体物質含有液の比色定量の結果とコーティング膜を形成していないメンブレンに接触、通過させた生体物質含有液の比色定量の結果とを比較した場合の相対付着量（％）（（コーティングメンブレンの生体物質含有液の比色定量の結果）／（非コーティングメンブレンの生体物質含有液の比色定量の結果）×１００）が５０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下であることを意味する。
【０１４１】
＜メンブレン＞
本発明のメンブレンが有する細孔は、自体公知の方法で形成されるが、例えば、エッチング、トラックエッチング、リソグラフィー、フォトリソグラフィー、レーザーアブレーション、スタンピング、微細孔パンチング、ポリマースポンジ、直接発泡成形、押出成形およびホットエンボス加工、何れかで選択される方法を使用して製造されることが好ましい。上記各方法は、下記に記載の方法を用いてもよい。
エッチングは、強酸などの化学物質を使用して所望のパターンで金属表面に切込みを入れる工程を含む。
トラックエッチングされた膜は、固体フィルムに粒子を放射してフィルム中に損傷を受けた物質のトラックを形成させることにより形成される。次にフィルムは化学薬剤に晒されて、損傷を受けたトラックは選択的にエッチングされてフィルム中に穿孔が作られる。細孔の横断面の幅はフィルム上でのエッチング液のインキュベーション時間により制御できる。
リソグラフィーは、マイクロリソグラフィー、ナノリソグラフィー、およびｘ線リソグラフィーを含むことができる。リソグラフィーでは、リソグラフィー装置は、所望のパターンを基材の標的部分上につける。例えば、Ｘ線リソグラフィーでは、Ｘ線を使用してパターンをマスクから所望の基材上の光感応化学フォトレジストに移す。フォトリソグラフィーでは、光を使用して所望のパターンをフォトマスクから基材上の光感応フォトレジストに移す。それに続く化学的塗布を使用してフォトレジストの真下の基材材料にパターンを刻み込む。
レーザーアブレーションは、レーザービームで照射することにより固体表面から物質を取り除く工程であり、インジェクション成形は所望の型に材料を注入することを含み、次に型では材料が冷えて所望の構造に硬化する。
スタンピングおよび微細孔パンチング法は道具を利用して所望の形態を基材材料に切込みを入れるまたは刻印する。
セラミックフィルター膜を生成するためには、ポリマースポンジ法は、ポリマースポンジをセラミックスラリーで飽和し、次にこれを焼き尽くして多孔質セラミックを残すことを含む。
直接発泡成形法では、所望のセラミック成分および有機物質を含有する化学的混合物を処理してガスを放出する。次に、物質中に気泡を生成し、発泡させる。次に、得られた多孔質キメラ物質を乾燥させ、焼成する。蜂巣状または細胞構造を生成するためには、押出成形と呼ばれる塑性形成法が使用され、セラミック粉体プラス添加剤の混合物が成形ダイを通して押し出される。
ホットエンボス加工は、ポリマーの温度を、そのガラス遷移温度の直ぐ上まで上昇させることにより軟化させたポリマー中にパターンをスタンピングすることを含む。
本発明のメンブレンを構成する材料としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、エチレンビニルアルコール、シリコン、ガラス、金属、ニトロセルロース、酢酸セルロース、ナイロン、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、グラファイト及びセラミックから選ばれる少なくとも１つを含む。これらの材料の少なくとも１つの一部がメンブレン表面に存在すればよいが、均一な材料で構成されているメンブレンが好ましい。
【０１４２】
また本発明のメンブレンは、好ましくは、細孔の横断面の最大幅が、０．０１μｍから３００μｍ、０．１μｍから１００μｍ、０．２μｍから５０μｍ、０．３μｍから１０μｍの範囲である。
【０１４３】
上記の最大幅は、該メンブレンの表面全体（１００％）、あるいは８０％以内、あるいは５０％以内、あるいは３０％以内、あるいは１０％以内、あるいは５％以内、あるいは１％に存在する細孔の最大幅の平均値であってもよい。
【０１４４】
本発明の細孔を上から見た形は、円、楕円、星形、正ｎ角形（例えばｎ＝３〜１０）が挙げられるが、円（正円）であることが好ましい。
【０１４５】
また本発明のメンブレンは、均一な細孔を持つが、細孔の横断面の最大幅の変動が、最大幅に対し０から５０％、０から２０％、０から１０％の範囲内であることが好ましい。
均一な細孔とは、上記のような一定の横断面の最大幅を有する細孔であることを言う。
【０１４６】
本発明のメンブレンが持つ細孔は、メンブレン全体にわたって、横断面の最大幅をもって貫通していることが好ましいが、細孔は一定の幅をもって貫通していてもよい。例えば、最大幅の５％（つまり最大幅と最小幅の差が、最大幅に対し５％。以下同様）、最大幅の１０％、最大幅の２０％、最大幅の５０％、最大幅の７０％、最大幅の９０％、最大幅の９５％、最大幅の９７％、最大幅の９８％、最大幅の９９％（つまり最大幅と最小幅の差が、最大幅に対し９９％）の幅をもって貫通していてもよい。膜断面のどの部分が最大幅になるか最小幅になるかは制限されない。
【０１４７】
本発明のメンブレンは、細孔が、全表面積の０．１％から８０％を構成することが好ましい。さらに好ましくは０．５％から４０％を構成することが好ましい。
【０１４８】
本発明のメンブレンの厚さは、例えば１μｍ〜１０ｍｍである。
本発明のメンブレンは市販品を使用してもよい。例えばトラックエッチング法にて製造されたｉｔ４ｉｐ社製のiｐＣＥＬＬＣＵＬＴＵＲＥＴＭ  Ｔｒａｃｋ  Ｅｔｃｈｅｄ  Ｍｅｍｂｒａｎｅが挙げられる。
【０１４９】
＜メンブレンへのコーティング剤塗布方法＞
本発明は、上述したようなコーティング剤を、メンブレンの表面の少なくとも一部と接触させる工程を含む、メンブレンの表面の少なくとも一部にコーティングを備えるメンブレンのコーティング方法に関する。コーティング剤と容器のメンブレンとの接触には特に制限は無いが、メンブレンをコーティング剤に浸漬し、所定の時間静置する、又はコーティング剤をメンブレンにシリンジ等を用いて添加し、所定の時間静置する、又はコーティング剤をメンブレンの表面に塗布する等の方法が用いられるが、メンブレンをコーティング剤に浸漬し、所定の時間静置する方法、又はコーティング剤をメンブレンにシリンジ等を用いて添加し、所定の時間静置する方法、又はその両方を実施する方法が好ましい。浸漬、又はコーティング剤のメンブレンへのシリンジ等を用いた添加は、例えば、メンブレンの全容積の１乃至１００倍量のコーティング剤に浸漬又は添加することによって行うことができる。静置は、容器の材質やコーティング剤の種類に応じて、時間や温度を適宜選択して実施されるが、例えば、５分から２４時間、好ましくは３０分から３時間、１０乃至３５℃、好ましくは２０乃至３０℃、最も好ましくは２５℃で実施される。これにより、メンブレンの表面の少なくとも一部に、好ましくは全体にわたって、コーティングを有するメンブレンを製造することができる。
【０１５０】
また、かかる方法により得られるメンブレンの表面のコーティングは、上記メンブレンの表面の少なくとも一部と接触させる工程後、好ましくはコーティング剤を添加し、所定の時間静置する工程後、乾燥工程を経ずにそのまま、あるいは水又は生体物質を含有する媒質（例えば、水、緩衝液、培地等）を用いての洗浄後に、生体物質を分離又は精製するメンブレンとして使用することができる。
【０１５１】
すなわち、上記メンブレンの表面の少なくとも一部と接触させる工程後、好ましくはコーティング剤を添加し、所定の時間静置する工程後、４８時間以内、好ましくは２４時間以内、さらに好ましくは１２時間以内、さらに好ましくは６時間以内、さらに好ましくは３時間以内、さらに好ましくは１時間以内に乾燥工程を経ずにそのまま、あるいは水又は生体物質を含有する媒質（例えば、水、緩衝液、培地等）を用いての洗浄後に、生体物質を分離又は精製するメンブレンとして使用することができる。
【０１５２】
本発明のメンブレンは、乾燥工程に付してもよい。乾燥工程は、大気下又は真空下にて、好ましくは、温度−２００℃乃至２００℃の範囲内で行なう。乾燥工程により、上記コーティング剤中の溶媒を取り除くと共に、本発明に係わる共重合体の式（ａ）及び式（ｂ）同士がイオン結合を形成して基体へ完全に固着する。
【０１５３】
コーティングは、例えば室温（１０℃乃至３５℃、好ましくは２０℃乃至３０℃、例えば２５℃）での乾燥でも形成することができるが、より迅速にコーティングを形成させるために、例えば４０℃乃至５０℃にて乾燥させてもよい。またフリーズドライ法による極低温乃至低温（−２００℃乃至−３０℃前後）での乾燥工程を用いてもよい。フリーズドライは真空凍結乾燥と呼ばれ、通常乾燥させたいものを冷媒で冷却し、真空状態にて溶媒を昇華により除く方法である。フリーズドライで用いられる一般的な冷媒は、ドライアイスとメタノールの混合媒体（−７８℃）、液体窒素（−１９６℃）等が挙げられる。
【０１５４】
乾燥温度が−２００℃未満であると、一般的ではない冷媒を使用しなければならず汎用性に欠けることと、溶媒昇華のために乾燥に長時間を要し効率が悪い。乾燥温度が２００℃超であると、コーティング表面のイオン結合反応が進みすぎて該表面が親水性を失い、生体物質の付着抑制能が発揮されない。より好ましい乾燥温度は１０℃乃至１８０℃、より好ましい乾燥温度は２５℃乃至１５０℃である。
【０１５５】
本願のコーティングは、以上の簡便な工程を経て製造される。
【０１５６】
また、コーティングに残存する不純物、未反応モノマー等を無くすため、さらにはコーティング中の共重合体のイオンバランスを調節するために、水及び電解質を含む水溶液から選ばれる少なくとも１種の溶媒で洗浄する工程を実施してもよい。洗浄は、流水洗浄又は超音波洗浄等が望ましい。上記水及び電解質を含む水溶液は例えば４０℃乃至９５℃の範囲で加温されたものでもよい。電解質を含む水溶液は、ＰＢＳ、生理食塩水（塩化ナトリウムのみを含むもの）、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水、トリス緩衝生理食塩水、ＨＥＰＥＳ緩衝生理食塩水及びベロナール緩衝生理食塩水が好ましく、ＰＢＳが特に好ましい。固着後は水、ＰＢＳ及びアルコール等で洗浄してもコーティング膜は溶出せずに基体に強固に固着したままである。形成されたコーティングは生体物質が付着してもその後水洗等にて容易に除去することができ、本発明のコーティングが形成された容器の表面は、生体物質の付着抑制能を有する。
【０１５７】
本発明のメンブレンの表面に付与されるコーティングの膜厚は、メンブレンの形状や、試料の種類等に応じて適宜調整でき、またメンブレンの表面全体にわたってほぼ均一であっても、部分的に不均一であってもよいが、特に限定はなく、好ましくは１０乃至１０００Åであり、さらに好ましくは１０乃至５００Åであり、最も好ましくは１０乃至３００Åである。
【０１５８】
＜デバイス＞
本発明に係るデバイスは、Lab-on-a-Chipという診断、検査に用いるバイオセンサーを含む。また、Body-on-a-Chip、Organ-on-a-Chipという生体の全部または一部を模した、生体関連機能評価デバイスを含む。さらには、疾患の治療に用いられる生体に有用な生体物質を生産、分離するデバイスを含む。これらのデバイスは生体外または生体内で使用されうる。さらに具体的な例としては、グルコースセンサー；または、がん、心疾患、神経変性疾患、認知症、などの疾患の早期診断デバイス、治療効果判定デバイス、などのバイオセンサー；または、肝臓の機能を再現した毒性評価デバイスなどの生体関連機能評価デバイス；または、人工膵臓、細胞へのトランスフェクション効率を高めるデバイスなどの有用生体物質生産・分離デバイスが挙げられる。
【実施例】
【０１５９】
以下、合成例、実施例等に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが本発明はこれらに限定されない。
【０１６０】
＜合成例１＞
アシッドホスホオキシエチルメタアクリレート（製品名；ホスマーＭ、ユニケミカル（株）社製、乾固法１００℃・１時間における不揮発分：９１．８％、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート（４４．２質量％）、リン酸ビス［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］（２８．６質量％）、その他の物質（２７．２質量％）の混合物）２６０ｇをエタノール３９０ｇに投入し、３５℃以下に冷却しながらコリン（４８−５０％水溶液：東京化成工業（株）社製）３１０ｇを加えて均一になるまで撹拌した。この混合液にメタクロイルコリンクロリド８０％水溶液（東京化成工業（株）社製）２２０ｇ、メタクリル酸ブチル（東京化成工業（株）社製）３００ｇ加え、追加でエタノール２６０ｇを加え撹拌した。さらに、２，２’−アゾビス（Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン）ｎ−水和物（和光純薬社製品名；ＶＡ−０５７、和光純薬工業（株）社製）２２ｇを純水２３０ｇに溶解させた水溶液を３５℃以下に保ちながら上記の溶液に加え、十分に攪拌して均一となった上記全てのものが入った混合液を、滴下ポンプを介した３つ口フラスコに導入した。一方で、別途純水６５０ｇとエタノール９８０ｇを冷却管付きの３つ口フラスコに加えて窒素フローし、撹拌しながらリフラックス温度まで昇温した。この状態を維持しつつ、上記混合液をテフロン（登録商標）チューブで介した滴下ポンプにて、１．５時間かけて混合液を純水とエタノールの沸騰液内に滴下した。滴下後、２時間上記環境を維持した状態で加熱撹拌する。２時間後に冷却することで固形分約２４．２０質量％の共重合体含有ワニス３６１０ｇを得た。得られた液体のＧＦＣにおける重量平均分子量は約２３，２２５であった。
＜調製例１＞
上記合成実施例１で得られた共重合体含有ワニス５６８ｇに、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸（１Ｎ）（関東化学（株）社製）１５７ｇと純水１６９７ｇ、エタノール４４５６ｇを加えて十分に撹拌し、コーティング剤を調製した。ｐＨは２．６であった。
＜実施例１＞
Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）製またはＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ（ＰＥＴ）製のｉｐＣＥＬＬＣＵＬＴＵＲＥＴＭ  Ｔｒａｃｋ  Ｅｔｃｈｅｄ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ（ＤＩＳＣ直径２５ｍｍ、孔径０．４  μｍまたは８  μｍ、ｉｔ４ｉｐ社製）にマイクロシリンジポンプ ＢＡＳ−Ｂｅｅ（ビー・エー・エス株式会社製）を用いて、上記調製例１で得られたコーティング剤を２ｍＬ通過させ、その後コーティング剤に２５℃で３０分浸漬させた。コーティング剤を除去後２５℃、３時間乾燥させた。その後、純水で十分に洗浄を行って、コーティング膜が形成されたメンブレンを得た。続いて、Ｌｙｏｐｈｉｌｉｚｅｄ  ｅｘｏｓｏｍｅｓ  ｆｒｏｍ  ｈｕｍａｎ  ｓｅｒｕｍ  ｏｆ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｄｏｎｏｒｓ（エクソソーム、コスモバイオ社製）をＤ−ＰＢＳ（−）（富士フイルム和光純薬株式会社製）を用いて１ｎｇ／ｍＬに調製した。コーティング膜が形成されたメンブレンをフィルターフォルダーに固定し、マイクロシリンジポンプを用いてエクソソーム溶液を通した。対照としてコーティング膜を形成していないメンブレンに対しても同様にエクソソーム溶液を通した。メンブレン通過後のエクソソーム溶液を回収し、ＰＳ  Ｃａｐｔｕｒｅ（ｔｍ）  Ｅｘｏｓｏｍｅ  ＥＬＩＳＡ  Ｋｉｔ  （Ａｎｔｉ  Ｍｏｕｓｅ  ＩｇＧ  ＰＯＤ）（富士フイルム和光純薬株式会社製）を用いてエクソソーム量を測定した。図１はメンブレンを通過させていない時のエクソソーム量を１００％とした時、各フィルター通過後のエクソソーム量を表している。
＜実施例２＞
Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ（ＰＣ）製またはＰｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ（ＰＥＴ）製のｉｐＣＥＬＬＣＵＬＴＵＲＥＴＭ  Ｔｒａｃｋ  Ｅｔｃｈｅｄ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ（ＤＩＳＣ  直径２５ｍｍ、孔径０．４μｍまたは８μｍ、ｉｔ４ｉｐ社製）にマイクロシリンジポンプ ＢＡＳ−Ｂｅｅ（ビー・エー・エス株式会社製）を用いて、上記調製例１で得られたコーティング剤を２ｍＬ通過させ、その後コーティング剤に２５℃で３０分浸漬させた。コーティング剤を除去後２５℃、３時間乾燥させた。その後、純水で十分に洗浄を行って、コーティング膜が形成されたメンブレンを得た。続いて、Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ３（ＩＬ３、和光純薬株式会社製）をＤ−ＰＢＳ（−）（富士フイルム和光純薬株式会社製）を用いて１  ｎｇ／ｍＬに調製した。コーティング膜が形成されたメンブレンをフィルターフォルダーに固定し、マイクロシリンジポンプ ＢＡＳ−Ｂｅｅ（ビー・エー・エス株式会社製）を用いてＩＬ３溶液を通した。対照としてコーティング膜を形成していないメンブレンに対しても同様にＩＬ３溶液を通した。メンブレン通過後のＩＬ３溶液を回収し、Ｈｕｍａｎ  ＩＬ−３  ＥＬＩＳＡ  Ｋｉｔ（ａｂｃａｍ社製）を用いてＩＬ３量を測定した。図２はメンブレンを通過させていない時のＩＬ３量を１００％とした時、各フィルター通過後のＩＬ３量を表している。
＜ＳＥＭ観察＞
測定装置  ：ＪＳＭ−７８００Ｆ ｐｒｉｍｅ （ＪＥＯＬ製）
加速電圧  ：０．７ ｋＶ
＜ＸＰＳ解析＞
装置: ＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ   （アルバック・ファイ製）
X線: 単色化Ａｌ Ｋα １４８６．６ｅＶ （２５Ｗ, １５ｋＶ）
検出角度 : ４５°
測定領域 ：１０００ ｍｍ × １０００ ｍｍ
ＳＥＭ観察の結果、未処理メンブレンとコーティングメンブレンで差が認められないほど、均一で薄膜にコーティングできていることが確認できた。またコーティングによって、細孔が閉塞することもないことが確認できた（図３から図６）。
さらにＸＰＳによるメンブレンの表面（約５ｎｍの深さ）解析の結果、コーティングメンブレンからはコーティング剤に由来するリン原子(１３１ｅＶ付近)と窒素原子(４０１ ｅＶ付近)の特徴的なピークが観察されたが、未処理メンブレンからはリン原子及び窒素原子の特徴的なピークは観察されなかった。したがって、ＸＰＳ表面解析からはコーティングしたメンブレン表面にはコーティング剤が存在することが確認できた（図７）。
図１、図２の結果より、コーティングを行うことでフィルター通過後のエクソソームやＩＬ３の回収率が向上することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明の生体物質の付着抑制能を有するイオンコンプレックス材料をコーティングしたメンブレンは、生体物質の分離、および精製に用いられる。特に、生体物質の付着抑制能を有する共重合体が表面に薄膜かつ均一な膜厚でさらにメンブレンの細孔の形状に追従性良くコーティングされていることを特徴とする。生体物質の付着抑制能を有するイオンコンプレックス材料をコーティングしたメンブレンは、バイオセンサー、バイオデバイスに応用が期待できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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