(57)【要約】【課題】  その表面部に２種以上の性質の異なる微細領域を備えた高分子微粒子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  ２個以上のセグメントを有するブロック共重合体から構成された微粒子であって、該微粒子の少なくとも表面部に相分離構造が形成されている高分子微粒子。【選択図】図２
2006077076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個以上のセグメントを有するブロック共重合体から構成された微粒子であって、該微粒子の少なくとも表面部に相分離構造が形成されていることを特徴とする高分子微粒子。
【請求項２】
微粒子の粒径が１００μｍ以下である、請求項１に記載の高分子微粒子。
【請求項３】
２個以上のセグメントを有するブロック共重合体をその良溶媒に溶解させて得られた高分子溶液に、上記良溶媒と相溶するが上記ブロック共重合体に対する溶解性の小さい貧溶媒を添加し、ついで上記良溶媒を蒸発させて上記ブロック共重合体の微粒子を生成させることを特徴とする表面部に相分離構造が形成された高分子微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子微粒子及びその製造方法に関する。詳しくは本発明は、その表面部に２種以上の性質の異なる微細領域を備えた高分子微粒子並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子微粒子はその殆どがエマルジョン中での重合を基本とした乳化重合法或いはそれに類似する方法で製造されてきた。これらの方法で合成される重合体は、基本的にホモポリマーであり、従って得られる高分子微粒子は、基本的に単一種の重合体成分から形成された均質微粒子であった。この場合、高分子微粒子の表面に複数の機能を持たせる方向で、高分子微粒子を機能化することは困難であった。
【０００３】
他方、２種以上の性質の異なる領域を有する高分子微粒子として、シード重合法などによるコア−シェル型の高分子微粒子も知られていた。しかしながら、コア−シェル型の高分子微粒子においては、異なる２種の領域は微粒子の表面部と内部とに分かれており、表面部に存在するのは基本的に単一成分に限られていた。従ってこの場合にも、高分子微粒子の表面を複数機能化することは困難であった。
【０００４】
また、上記の乳化重合法等の微粒子形成重合法においては、微粒子形成重合のために系内に界面活性剤や安定剤を存在させるので、生成する高分子微粒子の表面には界面活性剤分子や安定剤分子が存在することとなり、高分子微粒子を機能化させるための表面における反応を阻害するという問題点もあった。
【０００５】
高分子微粒子の表面を目的に応じて複数機能化するためには、微粒子の表面部において部位特異的に望みの物性を持つ成分を配置することが要求される。表面部において異なる成分が構造を形成し得る材料として、ブロック共重合体が考えられる。しかしながら、従来からある乳化重合法等の方法でブロック共重合体の微粒子を得ることは不可能である。
【０００６】
他方、様々な非粒子状の材料から界面活性剤等を用いずに微粒子を生成させる方法が報告されている（特開２００４−６７８８３号公報：特許文献１）。これは、高分子材料等の有機又は無機材料の良溶媒溶液にこれと混和する貧溶媒を添加し、その後、徐々に良溶媒を蒸発させることにより、最終的に貧溶媒中に分散した微粒子を得る方法である。この方法は、簡便にかつ粒径の揃った微粒子を製造することができ、また溶液濃度及び良溶媒と貧溶媒との比率を変化させることによって、粒径及び粒径分布の制御をすることが可能である。加えて、適切な溶媒を選択することによって、広範な有機材料に適用し得るという高い汎用性を有している。
【０００７】
しかしながら上記方法に関しても、ブロック共重合体から微粒子を生成させることによって、その表面に２種以上の性質の異なる領域を形成させた例は知られていない。
【特許文献１】特開２００４−６７８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の現状に鑑み、その表面部に２種以上の性質の異なる微細領域を備えた高分子微粒子並びにその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、２個以上のセグメントを有するブロック共重合体の溶液から特定の方法でブロック共重合体を析出させることにより、その表面部にセグメント間の物性の相違に基づく相分離構造が形成され、それにより２種以上の性質の異なる微細領域を備えた高分子微粒子を生成させることができるとの新規な知見に到達し、この知見に基づいて本発明を完成した。
【００１０】
即ち本発明の要旨は、２個以上のセグメントを有するブロック共重合体から構成された微粒子であって、該微粒子の少なくとも表面部に相分離構造が形成されていることを特徴とする高分子微粒子、に存する。
【００１１】
本発明の他の要旨は、２個以上のセグメントを有するブロック共重合体をその良溶媒に溶解させて得られた高分子溶液に、上記良溶媒と相溶するが上記ブロック共重合体に対する溶解性の小さい貧溶媒を添加し、ついで上記良溶媒を蒸発させて上記ブロック共重合体の微粒子を生成させることを特徴とする表面部に相分離構造が形成された高分子微粒子の製造方法、に存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態につき、詳細に説明する。
【００１３】
本発明の高分子微粒子は、２個以上のセグメントを有するブロック共重合体から構成されており、微粒子の表面部には相分離構造が形成されている。
【００１４】
本発明の高分子微粒子は、各種のブロック共重合体から構成された微粒子であり、その粒径は特に限定されないが、通常、１００μｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍである。
【００１５】
本発明の高分子微粒子の表面部に形成される相分離構造は、ブロック共重合体を構成している２個以上のセグメント間の物性の相違に基づくものであり、より特定的には各セグメント間の斥力に基づくものである。従って、相分離構造の具体的な形状は、ブロック共重合体を構成しているセグメントの種類及び分子量、並びにブロック共重合体が溶液状態から析出して特定粒径の微粒子を形成する際の操作条件などにも依存し、特に限定されないが、一般的には球状若しくは擬球状の微粒子の中にいわゆるラメラ構造を形成して、顕微鏡観察下に層状構造が認められる。
【００１６】
本発明の高分子微粒子の生成に使用されるブロック共重合体の種類は、特に限定されないが、上記の通り、相分離構造の形成が、それを構成しているセグメント間の物性の相違、より特定的にはセグメント間の斥力に基づくものである以上、ブロック共重合体を構成しているセグメント間には相分離構造の形成力となるのに十分な程度の物性の相違、或いは斥力が存在することが必要である。しかしながら上記の斥力は、上記の通り、球状若しくは擬球状の微細な微粒子の中で、極めて近接した関係で働くものであるので、通常、上記の物性の相違或いは斥力がそれほど大きくなくても相分離構造の形成には十分である。
【００１７】
上記ブロック共重合体の具体例としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体等の芳香族炭化水素−脂肪族炭化水素ブロック共重合体、スチレン−アクリル酸ブロック共重合体、スチレン−アクリル酸ナトリウムブロック共重合体、スチレン−ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）ブロック共重合体、フルオレン−メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）ブロック共重合体等の芳香族炭化水素−脂肪族極性化合物ブロック共重合体、スチレン−ビニルピリジン等の芳香族炭化水素−芳香族極性化合物ブロック共重合体等が挙げられる。
【００１８】
上記本発明の、表面部に相分離構造が形成された高分子微粒子は、例えば、２個以上のセグメントを有するブロック共重合体をその良溶媒に溶解させて得られた高分子溶液に、上記良溶媒とは相溶するが上記ブロック共重合体に対する溶解性は小さい貧溶媒を添加し、ついで上記良溶媒を蒸発させてブロック共重合体の微粒子を析出させることによって製造される。
【００１９】
出発材料のブロック共重合体としては、上記のような各種のブロック共重合体を使用することができる。
【００２０】
ブロック共重合体の良溶媒は、ブロック共重合体の種類に依存して選択されるが、通常、各種の有機溶媒が使用される。ここで注意すべき点は、ブロック共重合体の微粒子を析出させるに際して使用される貧溶媒が、上記良溶媒とは相溶するが上記ブロック共重合体に対する溶解性は小さいという性質を有していなければならないということである。ブロック共重合体の貧溶媒は、無論、ブロック共重合体の種類に依存するが、通常、極性の高い化合物から選択される。従って、かかる貧溶媒と相溶性でなければならない良溶媒は、通常、適度に極性のある化合物から選択されることとなる。
【００２１】
上記ブロック共重合体の良溶媒の具体例としては、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類、エチルメチルケトン、アセトン等のケトン類、酢酸エチル等のエステル類、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
【００２２】
これに対し、上記ブロック共重合体の貧溶媒は、ブロック共重合体及び使用された良溶媒の種類に依存して選択されるが、通常、極性の高い化合物が使用される。また、微粒子を析出させるための良溶媒の蒸発操作を良好に進行させるために、上記貧溶媒は、上記良溶媒よりも高沸点のものを使用するのが好ましい。
【００２３】
上記ブロック共重合体の貧溶媒の具体例としては、最も一般的な水のほかに、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素、ブチルアルコール、プロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシド等の高極性有機溶媒、酢酸等の酸などが挙げられる。
【００２４】
本発明の、表面部に相分離構造が形成された高分子微粒子の製造方法においては、先ず、ブロック共重合体をその良溶媒に溶解させて高分子溶液を調製する。高分子溶液中のブロック共重合体の濃度は、飽和濃度以下であれば特に限定されないが、好ましくは、例えば、飽和濃度から飽和濃度の１／１００程度の濃度とする。
【００２５】
次いで、上記のように調製した高分子溶液中に、上記良溶媒と相溶するブロック共重合体の貧溶媒を添加する。添加する貧溶媒の量は、ブロック共重合体の種類、良溶媒及び貧溶媒の種類、並びに製造しようとする微粒子の粒径などを考慮して、適宜選択されるが、一般的には、高分子溶液の量に対して０．５〜１０倍の量の貧溶媒を添加する。
【００２６】
貧溶媒の添加速度は特に限定されず、通常の実験操作に従って添加すればよい。
【００２７】
上記貧溶媒の添加に引き続いて、上記良溶媒を蒸発させてブロック共重合体の溶解度を低下させ、その微粒子を析出させることによって本発明の高分子微粒子が製造される。この際の温度も特に限定されず、例えば、０〜９０℃の範囲の任意の温度で行うことができ、好ましくは室温で行うことができる。
【００２８】
上記した操作により、通常、粒径１００μｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍの本発明の高分子微粒子を製造することができる。
【００２９】
上記方法によって微粒子を製造することにより、製造される微粒子の粒径を容易に制御することができ、また粒径分布の狭い微粒子を製造することができる。製造される微粒子の粒径は、良溶媒に溶解した高分子溶液中のブロック共重合体の濃度、及び添加する貧溶媒の量（良溶媒量に対する比率）を調整することによって制御することができる。即ち、高分子溶液中のブロック共重合体の濃度が高ければ、微粒子の粒径は大きくなり、該濃度が低ければ、微粒子の粒径は小さくなる。また、添加する貧溶媒の量（良溶媒量に対する比率）が多くなれば、微粒子の粒径は小さくなり、添加する貧溶媒の量（良溶媒量に対する比率）が少なくなれば、微粒子の粒径は大きくなる。また、良溶媒と貧溶媒として互いによく混和する溶媒を選択し、溶液の希釈を短い時間に均等に行うことによって、粒径分布のより狭い微粒子を製造することができる。
【００３０】
（実施例）
以下、実施例により本発明の具体的態様をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００３１】
（ａ）ブロック共重合体
ポリ（スチレン―ブロック―イソプレン）［Ｍｎ：ポリスチレン（１７，８００）−ｂ−ポリイソプレン（１２，０００）；  Ｍｗ／Ｍｎ＝１．０２；  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ，  Ｉｎｃ．社製造］を使用した。
【００３２】
（ｂ）高分子微粒子の製造
上記ポリ（スチレン―ブロック―イソプレン）をテトラヒドロフラン（安定剤含有、和光純薬工業製、ＥＰ級）中に溶解させて、０．１ｇ／Ｌの濃度のＴＨＦ溶液を調製した。このＴＨＦ溶液を、ＴＨＦ溶液：ミリＱ水＝１：２となるように混合した。その後、常圧・室温で放置し、良溶媒であるＴＨＦを完全に蒸発させて、微粒子分散溶液を得た。
【００３３】
（ｃ）高分子微粒子の構造
得られたブロック共重合体（スチレン−イソプレンブロック共重合体）からなる高分子微粒子に対して、ポリイソプレンブロックからなるセグメントのみに選択的に反応する四酸化オスミウムによって染色を行った後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察を行った。図１はＳＥＭ像であり、微粒子の表面にラメラ状の周期的な凹凸構造が観察された。また、図２は暗視野ＴＥＭ像であり、白色部にオスミウムが存在していることを示しているが、これにより、微粒子の表面に相分離構造が形成されていることが確認された。また、上記の染色操作により四酸化オスミウムのセグメントに対する選択的な染色が確認され、これにより微粒子表面の特定部位に対する選択的化学修飾の可能性もが示されている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のブロック共重合体から構成された微粒子は、それを液中または固体中に分散させた形態で、他の材料との混合物として、或いは他の材料の被覆として等の様々な形状において利用することができる。
【００３５】
また、本発明のブロック共重合体から構成された高分子微粒子は、その表面部に相分離構造の形成に基づく２種以上の性質の異なる微細領域を備えているので、その表面部において選択的化学修飾を行うことによって、特定部位にのみ機能性を付加することができ、その結果、様々な機能材料及び機能分子を望みの間隔で配置することが可能となる。
【００３６】
本発明の高分子微粒子からは、例えば、表面のある特定部位に抗体やタンパク質等を結合させて分子認識能を付与し、別の特定部位に薬剤等を結合させることによって、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）を構成することが可能となる。また、この場合、多種類のセグメントから成るブロック共重合体を用いれば、多種類の抗体やタンパク質等を微粒子表面上に配置することも可能である。また、ブロック共重合体として側鎖に重合基を有するブロック共重合体を用いれば、高分子微粒子の製造後に重合反応を行うことによって、微粒子の表面の特定部位を重合開始点として、様々な機能性高分子鎖を付加することも可能である。
【００３７】
従って、本発明の高分子微粒子は、微粒子粉体工学、コロイド界面科学、電子材料、光学材料及びバイオテクノロジー等の広範な分野に応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１で得られた高分子微粒子の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図２】実施例１で得られた高分子微粒子の暗視野透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真である。
【図１】
2006077076.tif 000003
【図２】
2006077076.tif 000004