(57)【要約】【課題】  濡れ性に優れ、かつ検体の吸着のない微量物質分析チップを提供する。【解決手段】  尿、血液等の生体物質や河川水、湖水、海水等の自然環境における汚染物質、また食品中の有害物質等の微量化学分析に用いられる微量物質分析用チップ101は通常ガラス、シリコーン、アクリル、ポリカーボネート樹脂等で構成されるが、この検体収納部102の溝部分201をアルコキシアルキルアクレートもしくはテトラヒドロフルフリルアクリレートを主原料とする水不溶性かつ親水性の高分子材料で被覆すると、検体の濡れ性に優れかつ、検体の基体への吸着がない微量物質分析用チップを提供できる。【選択図】  図2
2006258426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微量の水性検体を分析する分析チップであって、該水性検体が接する部分が、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、もしくはテトラヒドロフルフリルアクリレートを主原料とする水不溶性かつ親水性の高分子材料により被覆されていることを特徴とする微量物質分析チップ。
【請求項２】
前記水性検体が接する部分が前記分析チップ表面に設けられた溝である請求項１に記載の微量物質分析チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体物質や自然環境における物質等の微量化学分析等に用いられる微量物質分析チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療診断に必要な測定を患者近傍で行うベッドサイド診断、日々の健康チェック、ダイオキシンなど有害物質の河川や廃棄物処理場等における現場分析、及び食品中の汚染物質や残留農薬の調理、収穫、輸入時等の現場分析など、種々の分析を現場又は現場付近で迅速且つ簡便に実施することの重要性が注目されている。
【０００３】
このような分析には、微量物質を簡便且つ低コストで行われることが要求され、適用される検出法や装置の開発が重要視されつつある。  従来の微量物質の分析法としては、キャピラリガスクロマトグラフィー（ＣＧＣ）、キャピラリ液体クロマトグラフィー（ＣＬＣ）等で分離した後、質量分析計で定量する方法が広く使用されてきた。
【０００４】
しかしながら、これらの分析装置は大きく、高価であるとともに、操作が煩雑であり、患者のベッドサイドや河川、廃棄物処理場近辺等の測定現場で使用するのには適さない。更に血液や尿等を試料とする医療診断用途の分析装置は、試料が触れる部分を使い捨てにすることが望ましい。
【０００５】
これらの問題点を解決するために、従来利用されてきた分析装置を小型化し、極微量(100μL程度)の検体と試薬を反応させて分析するμＴＡＳ（ｍｉｃｒｏ  ｔｏｔａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｓｙｓｔｅｍ）の技術を応用する検討が進んできた。μＴＡＳとは、１０センチ角程度又はそれ以下の大きさのガラスやシリコンのチップ表面に溝を刻んだマイクロ分析チップを作製し、その溝中に試薬溶液や検体を流して、分離・反応を行い、微量検体の分析を行う方法である（例えば、特許文献１及び非特許文献1参照）。
【０００６】
この技術では検体量、検出に必要な試薬量、検出に用いた消耗品等の廃棄物、廃液の量がいずれも少なくなる上、検出に必要な時間も概ね短時間で済むという利点がある。これらマイクロ分析チップの基板の素材としてはガラス、シリコン、シリコーン樹脂やＰＭＭＡ、ポリカーボネートなどの樹脂が用いられている。
【０００７】
しかしながら、蛋白質などはガラスやシリコン基板、ＰＭＭＡ、ポリカーボネートに付着しやすいため分析することが困難であり、シリコーン樹脂などは撥水して液が通りづらい等の問題がある。また、フッ素樹脂も撥水性のポリテトラフルオロエチレンなどを用いているため溶液が通りづらい等の問題がある。
【０００８】
一方、医療用具の分野で、血球、蛋白質の吸着を防止することを目的とした医用材料の検討が進められており、人工腎臓用膜、血漿分離用膜、カテーテル、人工肺用膜、人工血管等への利用が期待されている。我々は、血球、蛋白質の吸着を防止する材料としてアルコキシアルキル（メタ）アクリレート、もしくはテトラヒドロフルフリルアクリレートを主原料とする水不溶性かつ親水性の高分子材料について報告している。 (特許文献2、非特許文献２を参照)。何れの材料も水不溶性かつ親水性であり、それらがコーティングされた表面は、血球、蛋白質の吸着量が少ないといった性質を有している。
【特許文献１】特開平８−２３３７７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１９５４号
【非特許文献１】Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍ．６９，２６２６（１９９７）
【非特許文献２】Polymer International, 2000, 49, 1709-1713.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、微量物質分析チップにおける上記の課題を解決すべくなされたものであり、河川水、食料品、又は蛋白質、尿若しくは血液などの生体物質等、水性の微量物質を分析するのに適した微量物質分析チップを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題を解決すべくなされた以下の発明である。すなわち水性検体を分析する微量物質分析チップにおいて、微量物質分析チップの該水性検体が接する部分が、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート、もしくはテトラヒドロフルフリルアクリレートを主原料とする水不溶性かつ親水性の高分子材料により被覆されていることを特徴とする微量物質分析チップを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では検体の濡れ性に優れ、かつ検体の吸着のない分析チップを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の微量物質分析チップとは、医療診断のための分析、河川などの有害物質の分析、食品などの汚染物質の分析などを目的とした、水性の検体を分析するための微量物質分析チップである。かかる微量物質分析チップの基板としては、どのような材料でも採用できる。例えば、ガラス、シリコンなどの無機材料、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂などの有機材料などが挙げられる。
【００１３】
前記水性検体しては、血液、尿などの生体関連物質、河川水、海水、湖水などの表面水及び地下水、産業排水などの廃棄物及び該廃棄物からの水性媒体による抽出物、農林水産物及び該農林水産物からの水性媒体による抽出物、農林水産物からの加工食品及び該加工食品からの水性媒体による抽出物などが挙げられる。
【００１４】
本発明の微量物質分析チップの外略図を図１で示す。基板１０１の表面には水性検体を流すための溝１０２が形成されている。本発明においては、この溝の水性検体と接触する部分２０１がアルコキシアルキル（メタ）アクリレート、もしくはテトラヒドロフルフリルアクリレートを主原料とする水不溶性かつ親水性の高分子材料で被覆されている（図２）。
【００１５】
本発明に記載の水不溶性かつ親水性の低蛋白吸着性高分子材料であるアルコキシアルキル（メタ）アクリレートを構成成分とする重合体はアルコキシアルキル（メタ）アクリレートの単独重合体であってもよいし、アルコキシアルキル（メタ）アクリレートと重合可能な複種類のモノマーのランダム共重合体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重合体であってもよい。以下に具体例を示す。
【００１６】
アルコキシアルキル（メタ）アクリレートとしては、メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、メトキシプロピルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、メトキシメチルメタアクリレート、メトキシエチルメタアクリレート、エトキシメチルメタアクリレート、エトキシエチルメタアクリレート、プロポキシメチルメタアクリレート、ブトキシエチルメタアクリレート等があり、このうち、経済性や操作性の点より特にメトキシエチルアクリレートが好ましい。
【００１７】
アルコキシアルキル（メタ）アクリレートと共重合し得る単量体としては、例えば、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、エチレン、プロピレン等がある。
【００１８】
これらの共重合性単量体は、重合方法は、ラジカル重合やイオン重合、マクロマーを利用した重合等の公知の方法で使用できる。ポリアルコキシアルキル（メタ）アクリレート重合体の数平均分子量は10,000〜300,000、好ましくは30,000〜100,000である。
【００１９】
本発明に記載の水不溶性かつ親水性の低蛋白吸着性高分子材料であるテトラヒドロフルフリルアクリレートを構成成分とする重合体はテトラヒドロフルフリルアクリレートの単独重合体、もしくは、テトラヒドロフルフリルアクリレートと重合可能な複種類のモノマーのランダム共重合体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重合体、一般式ＩＩで表されるアルコキシアルキルアクリレートと重合可能でありアルコキシアルキルアクリレートより疎水性なモノマーとのランダム共重合体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重合体である。テトラヒドロフルフリルアクリレートと共重合しうる単量体としては、例えば、アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、アミノメチルアクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノイソプロピルアクリレート、ジアミノメチルアクリレート、ジアミノエチルアクリレート、ジアミノブチルアクリレート、メタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルメタクリレート、ジアミノメチルメタクリレート、ジアミノエチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート２−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタアクリレート、エチレン、プロピレン等がある。
【００２０】
重合体は、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よく、ラジカル重合やイオン重合、マクロマーを利用した重合等の公知の方法で使用できる。このようにして得られるテトラヒドロフルフリルアクリレート重合体の数平均分子量は10,000〜300,000、好ましくは30,000〜100,000である。
【００２１】
本発明の微量物質分析チップは、前記の水不溶性かつ親水性の低蛋白吸着性高分子材料を溶解又は分散することができる溶媒（Ｂ）含む組成物を、水性検体を分析するマイクロ分析チップの水性検体が接する部分に塗布し、溶媒（Ｂ）を揮散せしめることにより、該水性検体が接する部分を水不溶性高分子で被覆することで製造できる。
【００２２】
水不溶性高分子を溶解又は分散することができる溶媒（Ｂ）とは、水不溶性高分子（Ａ）を溶解又は分散するものであれば特に限定されるものではない。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等のグリコールモノアルキルエーテルエステル類などが挙げられる。
【００２３】
水不溶性高分子１００質量部に対し溶媒（Ｂ）５０〜２０００質量部が好ましい。水不溶性高分子１００質量部に対し溶媒（Ｂ）１００〜１０００質量部であることがさらに好ましい。コーティン方法としては、回転塗布、流し塗布、ロール塗布等の既知の種々のコーティング方法を採用することができる。なかでも均一に薄膜を形成することができることから、回転塗布（スピンコート）法が好ましく採用される。以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例にのみに限定されるものではない。
【００２４】
[合成例１]
テトラヒドロフルフリルアクリレート20ｇをジオキサン100ｇ中でアゾビスイソブチロニトリル（0.1重量%）を開始剤として重合させた。得られたポリマー溶液を貧溶媒であるヘキサン中に沈殿させ、重合体であるポリテトラヒドロフルフリルアクリレートを得た。
【００２５】
[合成例２]
2メトキシエチルアクリレート20ｇをジオキサン80ｇ中で、アゾビスイソブチロニトリル（0.1重量％）を開始剤として重合させた。得られたポリマー溶液を貧溶媒であるヘキサン中に沈殿させ、重合体であるポリ2メトキシエチルアクリレートを得た。
【００２６】
[合成例３]
メトキシブチルアクリレート20ｇをジオキサン80ｇ中で、アゾビスイソブチロニトリル（0.1重量％）を開始剤として重合させた。得られたポリマー溶液を貧溶媒であるヘキサン中に沈殿させ、重合体であるポリメトキシブチルアクリレートを得た。
【００２７】
[合成例４]
2メトキシエチルアクリレート23.4ｇとブチルメタアクリレート2.84ｇをジオキサン中で、アゾビスイソブチロニトリル（0.1重量％）を開始剤として重合させた。得られたポリマー溶液を貧溶媒であるヘキサン中に沈殿させ、2メトキシエチルアクリレート、ブチルメタアクリレートの比率が9対1のモル比である重合体を得た。
【００２８】
[合成例５]
2メトキシエチルアクリレートとブチルメタアクリレート（5：1）をジオキサン中で、アゾビスイソブチロニトリル（0.1重量％）を開始剤として重合させた。得られたポリマー溶液を貧溶媒であるヘキサン中に沈殿させ、2メトキシエチルアクリレート、ブチルメタアクリレートの比率が5対1のモル比である重合体を得た。
【実施例１】
【００２９】
合成例１で合成した重合体の１ｇをメタノール６ｇに溶解させコーティング剤を調整した。ポリカーボネートのバルク材（５０ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍ（縦×横×高さ））に流路（流路断面１ｍｍ×１ｍｍ、流路長さ５０ｍｍ）を切削することによって、微量物質分析チップを作製した。この微量物質分析チップ基板上に、上記のコーティング剤を回転塗布し、本コーティング剤でコーティングした微量物質分析チップを作製した。
この作製した微量物質分析チップの流路（流路は流路断面１ｍｍ×１ｍｍ、流路長さ５０ｍｍ）の末端から末端まで牛の血清アルブミンの０.０５質量％水溶液の０．１ｇを流し、回収した該アルブミン水溶液に残っているアルブミン量を計測した。また、水に対する接触角（水に対する静的接触角は上記コーティング剤をガラス基板上に塗布、乾燥し、接触角計を用いて、液適法にて測定した）を測定し、上記評価結果とあわせて表１に示す。
【実施例２】
【００３０】
実施例１の重合体の代わりに、合成例２の重合体を用いた以外は、実施例１と同様に操作してマイクロ分析チップを作製し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【実施例３】
【００３１】
実施例１の重合体の代わりに、合成例３の重合体を用いた以外は、実施例１と同様に操作してマイクロ分析チップを作製し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【実施例４】
【００３２】
実施例１の重合体の代わりに、合成例４の重合体を用いた以外は、実施例１と同様に操作してマイクロ分析チップを作製し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【実施例５】
【００３３】
実施例１の重合体の代わりに、合成例５の重合体を用いた以外は、実施例１と同様に操作してマイクロ分析チップを作製し、実施例１と同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】
（比較例１）
実施例１において、コーティング剤を回転塗布する以外は、実施例１と同  様の操作を行い、重合体がコートされていないマイクロ分析チップを作製し、実施例１と同様に評価した。
【００３５】
（比較例２）
比較例１で作製したマイクロ分析チップ基板上に、室温硬化性のシリコーン樹脂を回転塗布し、塗布後室温にて風乾して、シリコーン樹脂でコーティングしたマイクロ分析チップを作製した。その後、実施例１と同様の評価を行った。
【００３６】
【表１】
2006258426.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る分析チップ
【図２】溝部分の拡大図
【符号の説明】
【００３８】
１０１  チップ本体
１０２  検体収納用溝
２０１  溝表面に被覆された高分子材料
【図１】
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【図２】
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