(57)【要約】      （修正有）【課題】センサーの材料として有用な生物付着耐性を有する高感度の電気化学的発光複合材料の製造法、その複合材料の使用法の提供。【解決手段】本発明の複合材料は、ホスホリピドを含むポリマーに電気化学的発光物質を固定することによって製造される。前記電気化学的発光物質はルテニウム錯体、オスミウム錯体等を含み、前記ホスホリピドを含むポリマーは2−メタクリロイルオキシエチルーホスホリルコリン（MPC）と他の重合性モノマーとの共重合体である。この複合材料は優れた生物付着耐性を有し、各種の生体関連検査用センサーの製造に使用することが出来る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電気化学的発光物質が固定されたホスホリピドポリマーからなり、前記電気化学的発光物質の含量は前記ホスホリピドポリマーの全量の０．０５〜５０質量％であることを特徴とする、生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料。
【請求項２】
前記電気化学的発光物質は、ルテニウム錯体、オスミウム錯体、鉛錯体、白金及びパラジウムの錯体、ポルフィリン誘導体、レニウム錯体、遷移金属ポルフィリン錯体、それらの混合物、及びそれらとシリカゾルのような他物質との混合物からなる群から選ばれる請求項１に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料。
【請求項３】
前記ホスホリピドポリマーは、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンと他の重合性モノマーとの共重合体である請求項１に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料。
【請求項４】
前記他の重合性モノマーは、（メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル）アクリレートまたはメタクリレート；ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート；ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールメチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）アクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；Ｎ−ビニルピロリドン；酢酸ビニル；γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチルトリビニルメチルジエトキシシランなどの二重結合を有するシランカップリング剤からなる群から選ばれる請求項３に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料。
【請求項５】
（１）前記電気化学的発光物質を相応の溶媒中に溶解し、（２）ホスホリルコリンを含むポリマー溶液とともに混合し、（３）前記混合溶液から溶媒を除去すること、からなる請求項１〜４の何れか１項に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料の製造方法。生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料はこのようにして得られる。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料の生物付着抵抗性バイオセンサーの分野への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーの材料として有用な生物付着耐性を有する高感度の電気化学的発光複合材料の製造と使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学的発光は電気化学的反応によって励起される発光である。それは高感度を有するものであるため、多くの物質の検出に使用されている。これらの高感度を有する電気化学的発光材料を検出器又は光ファイバーの端部表面に固定することができれば、多くの高価な指示物質が節約され、機器構造と操作も簡素化され得る。これによって、検出方法及び相応する機器の応用範囲は拡大される。
【０００３】
電気化学的に発光する物質には多くの種類があり、これらの中で最も頻繁に報告されているのは、ルテニウム（II）トリス（ビピリジン）錯体およびその誘導体のようなルテニウム錯体である。ルテニウム（II）トリス（ビピリジン）錯体の固定、例えば、ルテニウム（II）トリス（ビピリジン）錯体およびその誘導体からラングミュア‐ブロジェット膜又は自己形成膜の作成や、それらの陽イオン交換膜への固定についてはすでに多くの報告がある。しかしながら、それら固定された発光物質の安定性は十分に良いとはいえず、溶液中に入れると流失し易い。
【０００４】
非特許文献１は、ゾル−ゲル法によるルテニウム（II）トリス（ビピリジン）錯体の固定を最初に報告した。
【０００５】
非特許文献２によれば、イオン交換法を採用してルテニウム（II）トリス（ビピリジン）錯体をNafion−シリカ複合膜に固定し、感度と安定性がはるかに改良された修飾電極が作られた。しかし、長期にわたる安定性が依然不十分である。
【０００６】
上記原理を用いた機器がすでに市販されており、例えば、蛍光を消光するルテニウム錯体を光ファイバーの先端に塗布して製作された高感度の酸素センサーが、宇宙、環境検査、土壌検査における検出と研究にすでに使用されている。同じ機能を持つ通常の機器と比べ、前記センサーは、サイズがコンパクトで、寿命が長く、測定範囲が広く、応答が速く、再現性が良く、安定して使用でき、その場での検出が可能であるというメリットがある。
【０００７】
現代医学の発展につれて、特に、重病患者の応急手当において、血中の酸素濃度や各種のイオン濃度及び血液ｐＨ値のような人体の各種のパラメータについてリアルタイムでの測定に対する要求がますます大きくなっている。臨床で使われている機器の多くは、センサーが血液と一定時間接触すれば、その表面に血小板等のたんぱく質が付着し、それによって機能を失ってしまうという問題がある。他の応用分野、たとえば、生物反応器などに使用されるセンサーにも、同じような生物付着問題がある。
【０００８】
ホスホリルコリンのようなホスホリピドはバイオフィルムの外表面の主要な構成成分である。陽電荷と陰電荷の両方を持つ極性分子として、ホスホリピドは全体としては電気的に中性である。ホスホリピドは強い親水性を有し、たんぱく質がその表面に可逆的に付着することを妨げることが出来る。
【０００９】
ホスホリルコリン基を有するポリマーは、すでに生物医療用材料および機器の表面に使用されている。それらは、血液、涙または尿などの体液と接触する際発生する異物反応を抑えることが出来る。報告されているホスホリルコリン基を含むポリマーの多くは、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（MPC）と他のモノマーとの共重合体である。MPC共重合体は、冠血管用ステント、カテーテル及び血液透析膜等の血液と接触する医療器具の表面において、器具の血液適合性を改善するため、すなわち血中たんぱく質の付着と血液凝固の機会を減少させるために使用されている。また、蛍光センサーの感光層の表面の蛋白質抵抗性被膜としても報告されている。
【００１０】
しかしながら、この種のポリマーが固定可能な化学的発光複合材料又はその複合材料から作られるセンサーに使用されたことは報告されていない。
【非特許文献１】O.Dvork, M. K., De Armond, J. Phys. Chem. 1993, 97:2646
【非特許文献２】A.N.Khramov et al, Anal. Chem., 2000, 72:32943
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ホスホリルコリンポリマーが有する高度の生体適合性及びたんぱく質付着に対する抵抗性と化学的発光物質の高感度性を組み合わせた新規な電気化学的発光複合材料及びその製造方法とセンサー材料としての使用を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料は、内部に電気化学的発光物質が固定されたホスホリピドポリマーからなる材料であることを特徴とするものである。前記電気化学的発光物質の含量は前記ホスホリピドポリマーの全量の０．０５〜５０質量％である（請求項１）。
【００１３】
本発明の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料においては、前記電気化学的発光物質は、ルテニウム錯体、オスミウム錯体、鉛錯体、白金及びパラジウムの錯体、ポルフィリン誘導体、レニウム錯体、遷移金属ポルフィリン錯体、それらの混合物、及びそれらとシリカゾルのような他物質との混合物からなる群から選ばれる（請求項２）。
【００１４】
本発明の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料においては、前記ホスホリピドポリマーは、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンと他の重合性モノマーとの共重合体である（請求項３）。
【００１５】
本発明の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料においては、前記他の重合性モノマーは、（メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル）アクリレートまたはメタクリレート；ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート；ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールメチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）アクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；Ｎ−ビニルピロリドン；酢酸ビニル；γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチルトリビニルメチルジエトキシシランなどの二重結合を有するシランカップリング剤からなる群から選ばれる（請求項４）。
【００１６】
更に、本発明は、（１）前記電気化学的発光物質を相応の溶媒中に溶解し、（２）ホスホリルコリンを含むポリマー溶液とともに混合し、（３）前記混合溶液から溶媒を除去すること、からなる請求項１〜４の何れか１項に定義される生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料の製造方法である（請求項５）。生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料はこのようにして得られる。
【００１７】
また、本発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料の生物付着抵抗性バイオセンサーの分野への使用である（請求項６）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の電気化学的発光複合材料は、電気化学的発光物質をホスホリルコリン基を含むポリマーに固定させることによって製造される。複合材料中の電気化学的発光物質の含量は０．０５〜５０質量％で、残りはポリマーである。
【００１９】
本発明における電気化学的発光物質は、ルテニウム錯体、オスミウム錯体、鉛錯体、白金及びパラジウムの錯体、ポルフィリン誘導体、レニウム錯体、遷移金属ポルフィリン錯体、これらの物質の１種又は１種以上の混合物、又はこれらの物質とシリカゾルのような他物質との混合物を含む、ある種の有機溶媒中に溶解し得る物質である。
【００２０】
本発明におけるホスホリルコリンを含むポリマーは、２−メタクリロイルオキシエチルーホスホリルコリン（MPC）と他の重合性モノマーとの共重合体である。これらの共重合体は、MPCと下記の１種又は２種以上のモノマーとのラジカル共重合によって得られるものである：（メチル、エチル、プロピル、ブチル、アミル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル）アクリレートまたはメタクリレート；ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート；ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールアクリレート又はメタクリレート；エチレングリコールメチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）アクリレート又はメタクリレート；ポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート又はメタクリレート；Ｎ−ビニルピロリドン；酢酸ビニル；γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、メチルトリビニルメチルジエトキシシランなどの二重結合を有するシランカップリング剤。
【００２１】
本発明の電気化学的発光複合材料の製造プロセスは以下のようになる：（１）電気化学的発光物質を相応の溶媒中に溶解し；（２）ホスホリルコリンを含むポリマー溶液とともに混合し；（３）上記混合溶液から溶媒を除去する。
生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料はこのようにして得られる。
【００２２】
本発明の電気化学的発光複合材料は良好な生物付着耐性効率を有するので、各種の生物付着耐性を要するバイオセンサーの製造に使用することが出来る。
【００２３】
例えば、本発明の電気化学的発光複合材料を薄膜に作成して、光ファイバーの端部に貼りつける；又は、本発明の電気化学的発光複合材料の溶液を光ファイバーの端部に直接塗布した後、光ファイバーを乾燥して溶媒を除去して、生物付着耐性を有する光ファイバーセンサーが得られる。
【００２４】
例えば、本発明において、実施例1で合成されたルテニウム錯体複合物は、酸素分圧に対して高感度と再現性を示した。図１から、この錯体物質が酸素分圧に対し、鋭敏に、かつ速やかに（1分未満で平衡に達する）反応したことがわかる。この複合物を光ファイバーの端部に塗布して製造されるセンサーを、光源、蛍光フィルター、光電セルとともに組み立てれば、血中酸素分圧を連続的にその場で測定するための小型の蛍光機器が得られる。
【実施例１】
【００２５】
最初に以下のモノマー：３０ｇのMPC、６８ｇのブチルメタクリレート、２ｇのγ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン及び重合開始剤として０．１gのアゾビスイソブチロニトリル（AIBN）を２００ｍｌのエタノールに溶解する。酸素を除去するため溶液を1時間アルゴンガスで泡立てる。その後、溶液を恒温浴中に入れて７０℃に加熱し、マグネチックスターラーで撹拌しながら、24時間反応させる。反応が終わったあと、溶液を室温まで冷却して、過剰量のヘキサンで沈殿させる。沈殿を乾燥後、エタノールに溶解し、再度ヘキサンで沈殿させる。最終沈殿物を集めて、室温下で２４時間真空乾燥して、ホスホリルコリンを含むポリマー９０ｇが得られる。
【００２６】
０．１ｇの疎水性ルテニウム錯体、トリス(4,7−ジフェニル−１,10−フェナンスロリン)−ルテニウム（ＩＩ）ビス（ヘキサフルオロホスフェート）を１０ｍｌのメタノ−ルに溶解させ、さらに上記のホスホリルコリンを含むポリマー０．８ｇを加え、マグネチックスターラーで撹拌して溶解させる。ろ過し、濾液に水２０μｌを加え、撹拌し、均一にする。得られた溶液を光ファイバーの一端に塗布し、７０℃のオーブン中で５時間乾燥させる。
【００２７】
このようにして生物付着耐性を有する光ファイバーを基材とする酸素センサーが得られる。当該センサーは応答が速く、結果の再現性に優れ、生物付着環境下で連続的に使用することが出来る。
【実施例２】
【００２８】
最初に以下のモノマー：１５ｇのMPC、１０ｇのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（Ｍ＝３６０）、１０ｇのエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート、６３ｇのドデシルメタクリレート、２ｇのγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン及び重合開始剤として０．１ｇのAIBNをエタノール/テトラヒドロフラン混合溶媒（体積比は５０/５０）中に溶解させる。酸素を除去するため1時間を掛けてアルゴンガスで溶液を泡立てる。その後、溶液を恒温浴中に入れて７０℃に加熱し、撹拌しながら２４時間反応させる。反応が終わったあと、溶液を室温まで冷却して、過剰量のヘキサンで沈殿させる。乾燥後、沈殿をエタノール/テトラヒドロフランに溶解させ、ヘキサン中で再度沈殿させる。最終沈殿物を集めて、室温で２４時間真空乾燥する。ホスホリルコリンを含むポリマー９２ｇが得られる。
【００２９】
以下の試薬：１ｍｌのテトラエトキシシラン（TEOS）と、０．２ｍｌの水と、２０μｌの濃度０．１mol/ｌの塩酸水溶液と１ｍｌのエタノールとを混合する。３時間放置後シリカゲルを得る。このシリカゲルに０．１gのジ（2，2’−ビピリジン）ジクロロルテニウム2水和物のイミダゾフェナンスロリン誘導体を添加して、均一になるよう撹拌する。
【００３０】
本実施例で得られたホスホリルコリンを含むポリマー０．９gを１５ｍｌのエタノール/テトラヒドロフランの混合溶媒（体積比５０/５０）中に溶解させ、本実施例で得られたシリカゲルと均一に混合して、室温で2時間放置した後、濾過する。この溶液をシラン処理された光ファイバーの端部に塗布して、７０℃のオーブンにて５時間乾燥する。
【００３１】
このようにして、血液又は蛋白質を豊富に含む溶液のｐＨを測定するための生物付着抵抗性を有するｐＨセンサーが得られる。
【実施例３】
【００３２】
最初に以下のモノマー：２０ｇのMPC、８ｇのＮ‐ビニルピロリドン、５ｇのβ―ヒドロキシエチルメタクリレート、６７ｇのブチルアクリレート及び重合開始剤として０．１ｇのAIBNをエタノール/テトラヒドロフラン混合溶媒（体積比は５０/５０）中に溶解させる。酸素を除去するため溶液を1時間アルゴンガスで泡立てる。その後、溶液を恒温浴中に入れて７５℃に加熱し、撹拌しながら２４時間反応させる。反応が終わったあと、溶液を室温まで冷却して、過剰量のヘキサンで沈殿させる。乾燥後、沈殿をエタノール/テトラヒドロフランに溶解させ、ヘキサン中で再度沈殿させる。最終沈殿物を集めて、室温で２４時間真空乾燥する。ホスホリルコリンを含むポリマー８９ｇが得られる。
【００３３】
本実施例で得られたホスホリルコリンを含むポリマー１ｇを１０ｍｌのテトラヒドロフランに溶解させた後、この溶液に８０ｍｇの2，6−ジ−O−イソブチル−β−シクロデキストリン（DOB-β-CD）及び２０ｍｇのメソ−テトラ（4−メトキシフェニル）ポルフィリン（TMOPP）を加え、撹拌して均一にする。クリーンで平滑なガラス板上にこの溶液を注型してフィルムを形成させ、空気中乾燥させた後、厚さが約５μｍの透明な膜を得る。
【００３４】
得られた膜の小片を1枚切り取り、透明なシアノアクリレート接着剤で光ファイバーの一端に貼り付ける。こうして、二酸化炭素を測定するための生物付着抵抗性を有するセンサーが得られる。当該センサーの水中H2CO3濃度に対する応答範囲は4´10−7〜4´10−5moｌ/Lである。また、応答が速いだけでなく、再現性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施例１により製造された化学的発光複合物の酸素分圧に対する感度を示すグラフである。
【図１】
2006052400.tif 000002
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月4日(2005.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
（１）前記電気化学的発光物質を相応の溶媒中に溶解し、（２）ホスホリルコリンを含むポリマー溶液とともに混合し、（３）前記混合溶液から溶媒を除去すること、からなる請求項１〜４の何れか１項に記載の生物付着耐性を有する電気化学的発光複合材料の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
得られた膜の小片を1枚切り取り、透明なシアノアクリレート接着剤で光ファイバーの一端に貼り付ける。こうして、二酸化炭素を測定するための生物付着抵抗性を有するセンサーが得られる。当該センサーの水中H2CO3濃度に対する応答範囲は4×10−7〜4×10−5moｌ/Lである。また、応答が速いだけでなく、再現性にも優れている。
【外国語明細書】
1.  Title of Invention
An Electrochemical Luminescence Composite Material with Anti-biofouling Properties
2.  Detailed Description of the Invention
Field of Invention:
The present invention relates to the preparation and application of a high-sensitive electrochemical luminescent composite material which has anti-biofouling properties useful as a sensor material.
Description of the Prior Art:
Electrochemical luminescence is the luminescence exited by electrochemical reactions. It is highly sensitive, so it has been used in the detection of many substances. If those high sensitive electrochemical luminescent materials could be fixed onto the distal surface of a detector or an optical fiber, a lot of expensive indicator materials might be saved, the instrument structure and the operation might also be simplified. This can contribute to the extension of the application area of the detection method and the corresponding instruments.
There are many kinds of electrochemical luminescent materials, among those, the most frequently reported is ruthenium complexes, such as ruthenium(II) tris(bipyridine) complex and its derivatives. There have been ample of reports about the immobilization of ruthenium(II) tris(bipyridine) complexes, for example, make Langmuir-Blodgett film or self-assembled films from ruthenium(II) tris(bipyridine) complexes and its derivatives, or fix them into cationic ion-exchange membrane. But the stability of those immobilized luminescent materials is not good enough; it may be washed away when put into the solution. O. Dvorak and M. K. De Armond (J. Phys. Chem. 1993, 97: 2646) first report the immobilization of ruthenium (II) tris(bipyridine) complex by sol-gel method. A. N. Khramov et al (Anal. Chem. 2000, 72: 32943) immobilize ruthenium(II) tris(bipyridine) complex into Nafion-silica composite film by ion-exchanging method to prepare a modified electrode with much more improved sensitivity and stability. However, it still had a lack of a long-term stability.
Instruments employing above mentioned principle have already been commercialized, for example, high sensitive oxygen sensor, made by coating the distal of optical fiber with fluorescence-quenching ruthenium complexes, has already been used in the detection and research in outer space, as well as the environmental and soil monitoring. Compared with conventional instrument with the same function, it has the advantage like compact size, long service life, wide measurement range, rapid response, good repeatability, stable performance as well as the possibility for in-situ detection.
With the development of modern medicine, there are more and more requirements for the real-time measurements of many parameters of human body, such as the concentration of oxygen and some ions in blood as well as the pH of blood, especially in the first aid of patients with critical ill. For most of the clinically used instruments, there are dysfunction problems of the sensor after contacting with blood for certain time, caused by the adhesion of proteins such as platelets onto the surface of sensor. For the sensors used in other application area such as bio-reactors, there are also similar bio-fouling problems.
Phospholipid such as phosphorylcholine is the main component of the outer surface of biofilms. As a polar molecule, bearing both positive and negative charge, it’s an electrically neutral molecule as a whole. It is strongly hydrophilic, can prevent the reversible adhesion of proteins on its surface. Polymers bearing phosphorylcholine groups have already been applied on the surface of the biomedical materials and devices. They can reduce the foreign body reaction when in contact with body fluid such as blood, tear or urine. Most of the reported phosphorylcholine containing polymers are the copolymers of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) and other monomers. MPC copolymers have been used on blood-contacting medical devices like coronary stents, catheters and blood dialysis membranes, etc., for the improvement of the hemocompatibility of the devices, i.e., to reduce the adhesion of the proteins in blood as well as the chance of thrombosis. It has also been reported as a surface protein-resist coating of the sensitive layer of fluorescent sensors. However, there is no report on the application of this kind of polymer on the implantable chemo-luminescent composite materials or sensors made from such composite materials.
Problem to be solved:
The aim of the present invention is to propose a new electro-chemical luminescent composite material, which combines the high biocompatibility as well as anti-protein-adhesion property of phosphorylcholine polymers and the high sensitivity of the chemo-luminescent materials; and the way it is prepared, as well as its application as a sensor material.
Means to Solve the Problems:
An anti-biofouling electrochemical luminescent composite material of present invention is characterized in that said material comprises phospholipid polymers immobilized electro-chemical luminescent materials into.  The content of said electro-chemical luminescent materials is between 0.05-50 wt % of the total amount of said phospholipid polymers (Claim 1).
In the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material of the present invention, the electro-chemical luminescent material is selected from the group consisted of ruthenium complexes, osmium complexes, plumbum complexes, platinum and palladium complexes, porphyrin derivatives, rhenium complexes, transition metal porphyrin complexes, their mixture, and their mixtures with other materials such as silica sol (Claim 2).
In the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material of the present invention, the phospholipid polymers are copolymers of 2- methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and other polymerisable monomers (Claim 3). 
In the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material of the present invention, the other polymerisable monomers are selected from the group consisted of  (methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl) acrylate or methacrylate; hydroxyethyl acrylate or methacrylate; hydroxypropyl acrylate or methacrylate; ethylene glycol acrylate or methacrylate; ethylene glycol methyl ether acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate or methacrylate; N-vinyl pyrrolidone; vinyl acetate; double-bond-containing silane coupling agent, such as: γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl triethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy)silane, methyltrivinylmethyl diethoxysilane (Claim 4).
Further, the present invention is a method for preparing the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as defined in any one of claims 1 to 4, comprising: (1) dissolving the electro-chemical luminescent materials in their correspondent solvent; (2) mixing together with the solution of phosphorylcholine-containing polymer; (3) eliminating the solvents in the above mentioned mixed solution. The electro-chemical luminescent composite material with anti-biofouling property is thus obtained. (Claim 5)
Furthermore, the present invention is an application of the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in any one of claims 1 to 5 in the field of biofouling-resistant biosensor. (Claim 6)
Detailed Description of the Preferred Embodiments:
The electro-chemical luminescent composite materials of the present invention are prepared by immobilization of electro-chemical luminescent into polymers containing phosphorylcholine groups. The content of the electro-chemical luminescent material in the composite material maybe in the range of 0.05-50% by weight, and the rest are polymers. 
The electro-chemical luminescent materials in the present invention are materials which can be dissolved in certain organic solvents, including ruthenium complexes, osmium complexes, plumbum complexes, platinum and palladium complexes, porphyrin derivatives, rhenium complexes, transition metal porphyrin complexes, maybe one of these materials or mixture of more than one of them, or the mixtures of these materials with other materials like silica sol. 
The phosphorylcholine-containing polymers in the present invention are copolymers of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) and other polymerisable monomers. These copolymers can be obtained by free radical copolymerization of MPC with one or more than one monomers from the following monomers: (methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl) acrylate or methacrylate; hydroxyethyl acrylate or methacrylate; hydroxypropyl acrylate or methacrylate; ethylene glycol acrylate or methacrylate; ethylene glycol methyl ether acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate or methacrylate; N-vinyl pyrrolidone; vinyl acetate; double-bond-containing silane coupling agent, such as: γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl triethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, methyltrivinylmethyl diethoxysilane, etc.
The preparation procedure of the electro-chemical luminescent composite materials in the present invention is as follows: (1) dissolve the electro-chemical luminescent materials in their correspondent solvent; (2) mix together with the solution of phosphorylcholine-containing polymer; (3) eliminate the solvents in the above mentioned mixed solution. The electro-chemical luminescent composite material with anti-biofouling property is thus obtained.
The electro-chemical luminescent composite materials in the present invention have good anti-biofouling efficiency; they can be used to produce various anti-biofouling biosensors.
For example, make electro-chemical luminescent composite material into film, adhere the film to the distal end of an optical fiber; or directly coat the end face of the optical fiber with the solution of electro-chemical luminescent composite material, then dry the optical fiber to remove the solvent, the optical fiber sensor with anti-biofouling property is thus obtained.
For instance, a ruthenium complex composite material prepared according to example 1 in the present invention showed markedly sensitivity and repeatability to oxygen partial pressure. It can be found from fig.1 that this complex material reacted sensitively, and rapidly (reach equilibrium at less than 1 minute) to oxygen partial pressure. A compact sized fluorescent instrument for the continuous and in-situ measurement of blood oxygen partial pressure can be assembled with the light source, fluorescent filter, photoelectric cell, as well as the sensor produced by coating the end face of the optical fiber with this composite material. 
Examples:
Example 1
First, dissolve the following momomers: 30 grams of MPC, 68 grams of butyl methacrylate, 2 grams of γ-methacryloxypropyl triethoxysilane and 0.1gram of azobisisobutyronitrile (AIBN) as initiator into 200 ml ethanol. Bubble the solution with argon for 1 hour to eliminate oxygen. Then heat the solution to 70 °C with a thermostated bath, react under magnetic stirring for 24 hours. After that, cool the solution to room temperature, precipitate in an excess amount of hexane. After drying, the precipitate is dissolve in ethanol and precipitate in hexane again. The final precipitate is collected and dried in vacuum for 24 hours at room temperature. 90 grams of phosphorylcholine containing polymer can be thus obtained.
Dissolve 0.1 gram of a hydrophobic ruthenium complex, tris (4, 7 - diphenyl - 1, 10 - phenanthroline) - ruthenium (II) bis (hexafluorophosphate) into 10 ml methane, put 0.8 gram of the above mentioned phosphorylcholine containing polymer into the same solution, magnetically stir the solution until both are dissolved. 20 μl of water was added to the filtered solution, and mixed with stirring until uniform. One distal end of an optical fiber is coated with the obtained solution, and is dried in oven for 5 hours at 70 °C. An anti-biofouling optical fiber based oxygen sensor is thus obtained. It has rapid response and good repeatability, and can be used continuously under bio-fouling environment. 
Example 2
First, dissolve the following momomers: 15 grams of MPC, 10 grams of poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (M=360), 10 grams of ethylene glycol methyl ether methacrylate, 63 grams of dodecyl methacrylate, 2 grams of γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane and 0.1gram of AIBN as initiator into ethanol/THF mixed solvent (50/50, v/v). Bubble the solution with argon for 1 hour to eliminate oxygen. Then heat the solution to 70 °C with a thermostated bath, react under magnetic stirring for 24 hours. After that, cool the solution to room temperature, precipitate in an excess amount of hexane. After drying, the precipitate is dissolve in ethanol/THF and precipitate in hexane again. The final precipitate is collected and dried in vacuum for 24 hours at room temperature. 92 grams of phosphorylcholine containing polymer can be thus obtained.
Mix together the following reagents: 1 ml tetraethoxysilane (TEOS), 0.2 ml water, 20 μl of 0.1 mol/l hydrochloric acid aqueous solution, and 1 ml ethanol. After standing for 3 hours, a silica gel is obtained. Then add 0.1 gram of the imidazophenanthroline derivative of Ru ( 2, 2’- bi pyridine ) 2 Cl2・2H2O to the silica gel and mix until uniform. 
Dissolve 0.9 gram of the phosphorylcholine containing polymer prepared in this example into 15 ml ethanol/THF mixed solvent (50/50, v/v), then mix this solution thoroughly with the silica gel obtained in this example, filtrate after standing in room temperature for 2 hours. Coat this solution onto one silanized distal end of an optical fiber, then dry the optical fiber for 5 hours in an 70 °C oven. A biofouling-resist pH sensor for blood or protein-rich solution is thus obtained.
Example 3
First, dissolve the following momomers: 20 grams of MPC, 8 grams of N-vinyl pyrrolidone, 5 grams of β-hydroxyethyl methacrylate, 67 grams of butyl acrylate, and 0.1gram of AIBN as initiator into ethanol/THF mixed solvent (50/50, v/v). Bubble the solution with argon for 1 hour to eliminate oxygen. Then heat the solution to 75 °C with a thermostated bath, react under magnetic stirring for 24 hours. After that, cool the solution to room temperature, precipitate in an excess amount of hexane. After drying, the precipitate is dissolve in ethanol/THF and precipitate in hexane again. The final precipitate is collected and dried in vacuum for 24 hours at room temperature. 89 grams of phosphorylcholine containing polymer can be thus obtained.
Dissolve 1 gram of the phosphorylcholine containing polymer in this example in 10 ml of THF, then stir thoroughly after put 80 mg of 2, 6-di-O-isobutyl-β-cyclodextrin (DOB-β-CD) and 20 mg of meso-tetra (4-methoxylphenyl) porphyrin (TMOPP) into this solution. Cast this solution onto clean and leveled glass plate, after air drying in room temperature, a clear membrane of about 5 μm thick can be obtained.
Cut a small piece of the obtained membrane, stick it to one distal end of an optical fiber using transparent cyanoacrylate glue. A biofouling resist sensor for CO2 measurement is thus obtained. It has a response range between 4´10-7 to 4´10-5mol/L of [H2CO3] in water. It has not only fast response, but good repeatability.
3.  Brief Description of Drawing
Fig. 1 is a graph showing the sensitivity to oxygen partial pressure of a chemo-luminescent composite material produced according to example 1.
Claims：
１． An anti-biofouling electrochemical luminescent composite material characterized in that said material comprises phospholipid polymers immobilized electro-chemical luminescent materials into, wherein the content of said electro-chemical luminescent materials is between 0.05-50 wt % of the total amount of said phospholipid polymers.
2. An anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in claim 1 wherein the electro-chemical luminescent material is selected from the group consisted of ruthenium complexes, osmium complexes, plumbum complexes, platinum and palladium complexes, porphyrin derivatives, rhenium complexes, transition metal porphyrin complexes, their mixture, and their mixtures with other materials such as silica sol.
3. An anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in claim 1 wherein the phospholipid polymers are copolymers of 2- methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and other polymerisable monomers. 
4. An anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in claim 3 wherein the other polymerisable monomers are selected from the group consisted of  (methyl, ethyl, propyl, butyl, amyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, hexadecyl, octadecyl) acrylate or methacrylate; hydroxyethyl acrylate or methacrylate; hydroxypropyl acrylate or methacrylate; ethylene glycol acrylate or methacrylate; ethylene glycol methyl ether acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) acrylate or methacrylate; poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate or methacrylate; N-vinyl pyrrolidone; vinyl acetate; double-bond-containing silane coupling agent, such as: γ-methacryloxypropyl trimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl triethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy)silane, methyltrivinylmethyl diethoxysilane.
5. A method for preparing the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in any one of claims 1 to 4, comprising: (1) dissolving the electro-chemical luminescent materials in their correspondent solvent; (2) mixing together with the solution of phosphorylcholine-containing polymer; (3) eliminating the solvents in the above mentioned mixed solution. The electro-chemical luminescent composite material with anti-biofouling property is thus obtained.
6. An application of the anti-biofouling electrochemical luminescent composite material as claimed in any one of claims 1 to 5 in the field of biofouling-resistant biosensor.
1.  Abstract
The present invention relates to the preparation and application of a high-sensitive electrochemical luminescent composite material which has anti-biofouling properties useful as a sensor material. This material is prepared by immobilization of electrochemical luminescent material into polymer containing phospholipid groups, wherein, the electrochemical luminescent material including ruthenium complex, osmium complex, etc.; the phospholipid containing polymer is the copolymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) and other polymerisable monomers. Animal experiment results revealed that this composite material has good anti-biofouling properties; it can be used in producing various sensors for bio-related detections.
【図１】
2006052400.tif 000003