(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含むブロック共重合体、
を含む膜。
【化１】
0006615877.tif 000018
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【請求項２】
ブロックＢは以下の式（ＩＩＩ）の構造単位を含む、請求項１に記載の膜。
【化２】
0006615877.tif 000019
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項３】
両性イオン官能基はスルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホリルコリン、又はその組合せを含む、請求項１又は請求項２に記載の膜。
【請求項４】
ブロックＡは以下の式（ＩＶ）の構造単位を含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の膜。
【化３】
0006615877.tif 000020
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項５】
ブロックＡは以下の式（Ｖ）の構造単位をさらに含む、請求項１乃至請求項４のいずれ
か１項に記載の膜。
【化４】
0006615877.tif 000021
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項６】
ブロックＡにおける両性イオン官能基のモル分率は約５％〜約１００％の範囲内にある、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の膜。
【請求項７】
ブロックＡにおける両性イオン官能基のモル分率は約３５％〜約７０％の範囲内にある、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の膜。
【請求項８】
ブロックＢにおける繰り返し単位数は約２０〜約２００の範囲内にある、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の膜。
【請求項９】
ブロックＡにおける繰り返し単位数は約１〜約２５の範囲内にある、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の膜。
【請求項１０】
ブロック共重合体は以下の式（ＶＩ）の構造単位を含む、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の膜。
【化５】
0006615877.tif 000022
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【化６】
0006615877.tif 000023
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項１１】
ブロック共重合体は以下の式（ＩＸ）の構造単位を含む、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の膜。
【化７】
0006615877.tif 000024
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【化８】
0006615877.tif 000025
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項１２】
膜は約３０ｎｇ／ｃｍ2未満のタンパク質結合能を有する、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の膜。
【請求項１３】
膜は中空糸構造を有する、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の膜。
【請求項１４】
請求項１３に規定される膜を複数含む、中空糸モジュール。
【請求項１５】
以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含むブロック共重合体、
を含む、生物学的分離のための中空糸膜。
【化９】
0006615877.tif 000026
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【請求項１６】
ブロックＢは以下の式（ＩＩＩ）の構造単位を含む、請求項１５に記載の中空糸膜。
【化１０】
0006615877.tif 000027
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項１７】
両性イオン官能基はスルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホリルコリン、又はその組合せを含む、請求項１５又は請求項１６に記載の中空糸膜。
【請求項１８】
ブロックＡは以下の式（ＩＶ）の構造単位を含む、請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項に記載の中空糸膜。
【化１１】
0006615877.tif 000028
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項１９】
ブロックＡは以下の式（Ｖ）の構造単位をさらに含む、請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載の中空糸膜。
【化１２】
0006615877.tif 000029
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項２０】
請求項１５乃至請求項１９のいずれか１項に規定される中空糸膜を複数含む、中空糸モジュール。
【請求項２１】
生物学的分離、血液濾過、又は血液透析への、請求項１から１３又は１５から１９のいずれか１項に記載の膜の使用。
【請求項２２】
以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢと、
を含むブロック共重合体。
【化１３】
0006615877.tif 000030
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【請求項２３】
ブロック共重合体は以下の式（ＶＩ）の構造単位を含む、請求項２２に記載のブロック共重合体。
【化１４】
0006615877.tif 000031
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【化１５】
0006615877.tif 000032
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【請求項２４】
ブロック共重合体は以下の式（ＩＸ）の構造単位を含む、請求項２２又は請求項２３に記載のブロック共重合体。
【化１６】
0006615877.tif 000033
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、及び「ｑ」は、独立に０又は１であり、ただし、「ｎ」及び「ｐ」の少なくとも１つは１であり、「ｒ」は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立にスルフィニル基、スルホニル基、又はケトン基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【化１７】
0006615877.tif 000034
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にブロック共重合体膜に関する。より具体的には、本発明は両性イオン官能性ブロック共重合体膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質高分子膜は、中空糸構造であれ平板構造であれ、多くの用途、例えば、血液透析、限外濾過、ナノ濾過、逆浸透、気体分離、精密濾過、及びパーベーパレーション等に使用し得る。こうした用途の多くでは、最適な選択性並びに化学的、熱的、及び機械的安定性を有する膜が望ましい。また多くの用途（例えば、生物学的分離や水濾過）では、優れた親水性、優れた生体適合性、又は低ファウリングのうちの１つ以上を有する膜を用いることも望ましいかもしれない。
【０００３】
ポリアリーレンエーテル類、特にポリエーテルスルホン類とポリスルホン類は、その機械的、熱的、及び化学的安定性ゆえに膜材料として用いられることが多い。しかしながら、これらのポリマーは多くの用途に対して最適な生体適合性及び親水性を有しないことがある。膜の親水性のさらなる向上は、ポリマーブレンド法（例えば、少量のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の親水性ポリマーの存在下で多孔質膜を製造する方法）によって実現されてきた。しかし、ＰＶＰは水溶性であるため、多孔質ポリマー基材からゆっくりと浸出し、製品むらの原因となる。或いは、親水性は、ポリマー主鎖の官能化、並びにカルボキシル、ニトリル、又はポリエチレングリコール官能基の導入によって実現されている。この処理は耐薬品性及び良好な機械的特性をさらにもたらし得る。しかし、これらの化学的改変は複雑で高コスト、かつ非効率でありうる。
【０００４】
したがって、最適な親水性及び生体適合性の一方もしくは両方を有する多孔質膜が望まれている。さらに、親水性の多孔質膜ポリマーに加工できるポリマーも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０４８７９９号
【発明の概要】
【０００６】
上記その他のニーズを満たすために本発明の諸実施形態が記載されている。一実施形態は、ブロック共重合体を含む膜である。ブロック共重合体は、以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含む。
【０００７】
【化１】
0006615877.tif 000002
【０００８】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【０００９】
一実施形態は生物学的分離のための中空糸膜である。膜はブロック共重合体を含む。ブロック共重合体は、以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含む。
【００１０】
【化２】
0006615877.tif 000003
【００１１】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【００１２】
一実施形態は、以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含むブロック共重合体である。
【００１３】
【化３】
0006615877.tif 000004
【００１４】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【００１５】
本発明の上記その他の特徴、態様、及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むとさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のある実施形態に係る高分子開始剤の合成体系を示す図である。
【図２】本発明のある実施形態に係る高分子開始剤の合成体系を示す図である。
【図３】本発明のある実施形態に係るブロック共重合体の合成体系を示す図である。
【図４】比較試料と、本発明のある実施形態に係るブロック共重合体フィルムと、における正規化したタンパク質付着値を示す図である。
【図５】比較試料と、本発明のある実施形態に係るブロック共重合体中空糸膜と、における正規化したタンパク質付着値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に詳述するように、本発明のある実施形態は、両性イオン官能基を含むブロック共重合体膜を含む。より具体的には、本発明の諸実施形態は、生物学的分離、水濾過、又は血液透析の１つ以上に用いられる、ブロック共重合体の中空糸膜に関する。
【００１８】
本明細書及び特許請求の範囲では、数量を表すに際し、関連する基本的機能を変化させずに変更し得る数量に近似的用語を用いることがある。例えば、「約」又は「実質的」のような用語で修飾した値は、記載された厳密な数値に限定されるものではない。場合によっては、近似表現はその値を測定する機器の精度に対応する。本明細書及び特許請求の範囲において、数値限定の範囲は互いに結合及び／又は交換可能であり、かかる範囲はその上下限で規定され、前後関係等から明らかでない限り、その範囲に含まれるあらゆる部分範囲を包含する。
【００１９】
以下の明細書及び特許請求の範囲において、単数形で記載したものであっても、前後関係から明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。また、本明細書において「又は」という用語は排他的であることを意味せず、文脈から別途明らかでない限り、言及する構成要素の少なくとも１つが存在することをいい、言及する構成要素の組合せが存在しうる状況を含む。
【００２０】
本明細書で用いる「芳香族基」という用語は、１以上の芳香族基を含む原子価１以上の原子配列をいう。１以上の芳香族基を含む原子価１以上の原子配列は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、炭素と水素のみからなるものでもよい。本明細書で用いる「芳香族基」という用語には、特に限定されないが、フェニル基、ピリジル基、フラニル基、チエニル基、ナフチル基、フェニレン基及びビフェニル基が包含される。上述の通り、芳香族基は１以上の芳香族基を含む。芳香族基は常に４ｎ＋２（式中、「ｎ」は１以上の整数である。）の「非局在化」電子を有する環状構造であり、フェニル基（ｎ＝１）、チエニル基（ｎ＝１）、フラニル基（ｎ＝１）、ナフチル基（ｎ＝２）、アズレニル基（ｎ＝２）、アントラセニル基（ｎ＝３）などで例示される。芳香族基は非芳香族成分を含んでいてもよい。例えば、ベンジル基はフェニル環（芳香族基）とメチレン基（非芳香族成分）とを含む芳香族基である。同様に、テトラヒドロナフチル基は芳香族基（Ｃ6Ｈ3）が非芳香族成分−（ＣＨ2）4−と縮合してなる芳香族基である。便宜上、「芳香族基」という用語は、本明細書では、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、ハロ芳香族基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範な官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルフェニル基はメチル基を含むＣ7芳香族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロフェニル基はニトロ基を含むＣ6芳香族基であり、ニトロ基が官能基である。芳香族基は、４−トリフルオロメチルフェニル、ヘキサフルオロイソプロピリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ（ＣＦ3）2ＰｈＯ−）、４−クロロメチルフェン−１−イル、３−トリフルオロビニル−２−チエニル、３−トリクロロメチルフェン−１−イル（即ち、３−ＣＣｌ3Ｐｈ−）、４−（３−ブロモプロプ−１−イル）フェン−１−イル（即ち、４−ＢｒＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｐｈ−）などのハロゲン化芳香族基を包含する。芳香族基のその他の例には、４−アリルオキシフェン−１−オキシ、４−アミノフェン−１−イル（即ち、４−Ｈ2ＮＰｈ−）、３−アミノカルボニルフェン−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＰｈ−）、４−ベンゾイルフェン−１−イル、ジシアノメチリデンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣ（ＣＮ）2ＰｈＯ−）、３−メチルフェン−１−イル、メチレンビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈＣＨ2ＰｈＯ−）、２−エチルフェン−１−イル、フェニルエテニル、３−ホルミル−２−チエニル、２−ヘキシル−５−フラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（４−フェン−１−イルオキシ）（即ち、−ＯＰｈ（ＣＨ2）6ＰｈＯ−）、４−ヒドロキシメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｐｈ−）、４−メルカプトメチルフェン−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｐｈ−）、４−メチルチオフェン−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＰｈ−）、３−メトキシフェン−１−イル、２−メトキシカルボニルフェン−１−イルオキシ（例えば、メチルサリチル）、２−ニトロメチルフェン−１−イル（即ち、２−ＮＯ2ＣＨ2Ｐｈ）、３−トリメチルシリルフェン−１−イル、４−ｔ−ブチルジメチルシリルフェン−１−イル、４−ビニルフェン−１−イル、ビニリデンビス（フェニル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10芳香族基」という用語は、炭素原子数が３以上で１０以下の芳香族基を包含する。芳香族基１−イミダゾリル（Ｃ3Ｈ2Ｎ2−）はＣ3芳香族基の代表例である。ベンジル基（Ｃ7Ｈ8−）はＣ7芳香族基の代表例である。
【００２１】
本明細書で用いる「脂環式基」という用語は、環状であるが芳香族でない原子配列を含む原子価１以上の基をいう。本明細書で定義される「脂環式基」は、芳香族原子団を含まない。「脂環式基」は１以上の非環式成分を含んでいてもよい。例えば、シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）は、シクロヘキシル環（環状であるが芳香族でない原子配列）とメチレン基（非環式成分）とを含む脂環式基である。脂環式基は、窒素、硫黄、セレン、ケイ素及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、炭素と水素のみからなるものでもよい。便宜上、「脂環式基」という用語は、本明細書では、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範な官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルシクロペンタ−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂環式基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、２−ニトロシクロブタ−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂環式基であり、ニトロ基が官能基である。脂環式基は、同一又は異なる１以上のハロゲン原子を含んでいてもよい。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂環式基には、２−トリフルオロメチルシクロヘキサ−１−イル、４−ブロモジフルオロメチルシクロオクタ−１−イル、２−クロロジフルオロメチルシクロヘキサ−１−イル、ヘキサフルオロイソプロピリデン−２，２−ビス（シクロヘキサ−４−イル）（即ち、−Ｃ6Ｈ10Ｃ（ＣＦ3）2Ｃ6Ｈ10−）、２−クロロメチルシクロヘキサ−１−イル、３−ジフルオロメチレンシクロヘキサ−１−イル、４−トリクロロメチルシクロヘキサ−１−イルオキシ、４−ブロモジクロロメチルシクロヘキサ−１−イルチオ、２−ブロモエチルシクロペンタ−１−イル、２−ブロモプロピルシクロヘキサ−１−イルオキシ（例えば、ＣＨ3ＣＨＢｒＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）などがある。脂環式基のその他の例には、４−アリルオキシシクロヘキサ−１−イル、４−アミノシクロヘキサ−１−イル（即ち、Ｈ2ＮＣ6Ｈ10−）、４−アミノカルボニルシクロペンタ−１−イル（即ち、ＮＨ2ＣＯＣ5Ｈ8−）、４−アセチルオキシシクロヘキサ−１−イル、２，２−ジシアノイソプロピリデンビス（シクロヘキサ−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10Ｃ（ＣＮ）2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、３−メチルシクロヘキサ−１−イル、メチレンビス（シクロヘキサ−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10ＣＨ2Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、１−エチルシクロブタ−１−イル、シクロプロピルエテニル、３−ホルミル−２−テトラヒドロフラニル、２−ヘキシル−５−テトラヒドロフラニル、ヘキサメチレン−１，６−ビス（シクロヘキサ−４−イルオキシ）（即ち、−ＯＣ6Ｈ10（ＣＨ2）6Ｃ6Ｈ10Ｏ−）、４−ヒドロキシメチルシクロヘキサ−１−イル（即ち、４−ＨＯＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メルカプトメチルシクロヘキサ−１−イル（即ち、４−ＨＳＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−メチルチオシクロヘキサ−１−イル（即ち、４−ＣＨ3ＳＣ6Ｈ10−）、４−メトキシシクロヘキサ−１−イル、２−メトキシカルボニルシクロヘキサ−１−イルオキシ（２−ＣＨ3ＯＣＯＣ6Ｈ10Ｏ−）、４−ニトロメチルシクロヘキサ−１−イル（即ち、ＮＯ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、３−トリメチルシリルシクロヘキサ−１−イル、２−ｔ−ブチルジメチルシリルシクロペンタ−１−イル、４−トリメトキシシリルエチルシクロヘキサ−１−イル（例えば、（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｈ10−）、４−ビニルシクロヘキセン−１−イル、ビニリデンビス（シクロヘキシル）などがある。「Ｃ3〜Ｃ10脂環式基」という用語は、炭素原子数が３以上で１０以下の脂環式基を包含する。脂環式基２−テトラヒドロフラニル（Ｃ4Ｈ7Ｏ−）はＣ4脂環式基の代表例である。シクロヘキシルメチル基（Ｃ6Ｈ11ＣＨ2−）はＣ7脂環式基の代表例である。
【００２２】
本明細書で用いる「脂肪族基」という用語は、環状でない線状又は枝分れ原子配列からなる原子価１以上の有機基をいう。脂肪族基は１以上の炭素原子を含むものと定義される。脂肪族基をなす原子配列は、窒素、硫黄、ケイ素、セレン及び酸素のようなヘテロ原子を含んでいてもよいし、炭素と水素のみからなるものでもよい。便宜上、本明細書での「脂肪族基」という用語は、「環状でない線状又は枝分れ原子配列」の一部として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロアルキル基、共役ジエニル基、アルコール基、エーテル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基、アシル基（例えば、エステルやアミドのようなカルボン酸誘導体）、アミン基、ニトロ基などの広範な官能基を含むものと定義される。例えば、４−メチルペンタ−１−イル基はメチル基を含むＣ6脂肪族基であり、メチル基がアルキル基である官能基である。同様に、４−ニトロブタ−１−イル基はニトロ基を含むＣ4脂肪族基であり、ニトロ基が官能基である。脂肪族基は、同一又は異なる１以上のハロゲン原子を含むハロアルキル基であってもよい。ハロゲン原子には、例えば、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素がある。１以上のハロゲン原子を含む脂肪族基には、ハロゲン化アルキルであるトリフルオロメチル、ブロモジフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、ヘキサフルオロイソプロピリデン、クロロメチル、ジフルオロビニリデン、トリクロロメチル、ブロモジクロロメチル、ブロモエチル、２−ブロモトリメチレン（例えば、−ＣＨ2ＣＨＢｒＣＨ2−）などがある。脂肪族基のその他の例には、アリル、アミノカルボニル（即ち、−ＣＯＮＨ2）、カルボニル、２，２−ジシアノイソプロピリデン（即ち、−ＣＨ2Ｃ（ＣＮ）2ＣＨ2−）、メチル（即ち、−ＣＨ3）、メチレン（即ち、−ＣＨ2−）、エチル、エチレン、ホルミル（即ち、−ＣＨＯ）、ヘキシル、ヘキサメチレン、ヒドロキシメチル（即ち、−ＣＨ2ＯＨ）、メルカプトメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＨ）、メチルチオ（即ち、−ＳＣＨ3）、メチルチオメチル（即ち、−ＣＨ2ＳＣＨ3）、メトキシ、メトキシカルボニル（即ち、ＣＨ3ＯＣＯ−）、ニトロメチル（即ち、−ＣＨ2ＮＯ2）、チオカルボニル、トリメチルシリル（即ち、（ＣＨ3）3Ｓｉ−）、ｔ−ブチルジメチルシリル、３−トリメトキシシリルプロピル（即ち、（ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2−）、ビニル、ビニリデンなどがある。その他の例としては、Ｃ1〜Ｃ10脂肪族基は炭素原子数が１以上１０以下のものである。メチル基（即ち、ＣＨ3−）はＣ1脂肪族基の例である。デシル基（即ち、ＣＨ3（ＣＨ2）9−）はＣ10脂肪族基の例である。
【００２３】
以下に詳述するように、本発明のある実施形態は、ブロック共重合体で構成される膜を対象とする。本明細書で用いる「ブロック共重合体」という用語は、同じ種類の単量体が連続して配列されるブロックを表す。例えば、ＡＢブロック共重合体は、同じ種類の単量体から形成されるブロックＡと、同じ種類の単量体から形成されるブロックＢとを含んでいる。ブロックＡとＢとはブロック長が同じでもいいし、異なっていてもよい。すなわち、両ブロックにおける繰り返し単位数は同じでもいいし、異なっていてもよい。同様に、ＡＢＡブロック共重合体は、同じ種類の単量体から形成されるブロックＡと、同じ種類の単量体から形成されるブロックＢと、同じ種類の単量体から形成される別のブロックＡとを含んでいる。かかる例では、一般的に、２つのブロックＡは繰り返し単位数が同じである。さらに、本明細書で用いる「ブロック共重合体」という用語は、文脈から別途明らかでない限り、両性イオン官能性のブロック共重合体を表す。
【００２４】
本発明の一実施形態に係るブロック共重合体は、以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、以下の式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含む。
【００２５】
【化４】
0006615877.tif 000005
【００２６】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【００２７】
ある実施形態では、ブロックＢは、式（ＩＩ）の構造単位を含む好適な熱可塑性ポリマーを含む。ブロックＢの好適な構造単位の非限定的な例として、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、又はポリエーテルエーテルケトンが挙げられる。ある実施形態では、ブロックＢはポリスルホン又はポリエーテルスルホン構造単位を含む。
【００２８】
ある実施形態では、ブロックＢは以下の式（ＩＩＩ）の構造単位を含む。
【００２９】
【化５】
0006615877.tif 000006
【００３０】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００３１】
ある実施形態では、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、４−メチルペント−１−イル、フェニル、ナフチル、又はビフェニルである。ある実施形態では、Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子である。ある実施形態では、ＱはＣ1〜Ｃ12脂肪族基である。ある実施形態では、Ｑはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、４−メチルペント−１−イル、又はフェニルである。
【００３２】
ある実施形態では、ブロックＢは以下の式（Ｘ）の構造単位を含む。
【００３３】
【化６】
0006615877.tif 000007
【００３４】
式中、「ａ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
Ｒ1は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００３５】
ある実施形態では、ブロックＢは以下の式（ＸＩ）の構造単位を含む。
【００３６】
【化７】
0006615877.tif 000008
【００３７】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００３８】
上述の通り、ブロック共重合体は、以下の式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡをさらに含んでいる。
【００３９】
【化８】
0006615877.tif 000009
【００４０】
式中、Ｒ3は水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｚは両性イオン官能基である。
【００４１】
本明細書で用いる「両性イオン官能基」という用語は、同じ分子内に正荷電基と負荷電基とを共に含む部分を表す。いかなる理論にも拘束されないが、両性イオン官能基は、膜形成能力を維持しながらブロック共重合体に対して優れた親水性と生体適合性とを与えうると考えられる。
【００４２】
好適な両性イオン官能基の非限定的な例として、スルホベタイン、カルボキシベタイン、ホスホリルコリン、又はその組合せが挙げられる。ある実施形態では、ブロックＡは以下の式（ＩＶ）の構造単位を含む。
【００４３】
【化９】
0006615877.tif 000010
【００４４】
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００４５】
ある実施形態では、ブロックＡは以下の式（ＸＩＩ）の構造単位を含む。
【００４６】
【化１０】
0006615877.tif 000011
【００４７】
式中、「ｔ」は約１〜約１０の整数であり、
Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００４８】
ある実施形態では、ブロックＡは、式（Ｉ）の構造単位のみで構成されうる。いくつかの他の実施形態では、ブロックＡは以下の式（Ｖ）の構造単位をさらに含みうる。
【００４９】
【化１１】
0006615877.tif 000012
【００５０】
式中、Ｒ3及びＲ5は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4はＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００５１】
かかる実施形態では、ブロックＡは、式（Ｉ）及び式（Ｖ）の構造単位の連続配列を含んでもいいし、不規則配列を含んでもよい。ある実施形態では、ブロックＢは式（Ｉ）及び式（Ｖ）の構造単位の不規則配列を含む。式（Ｉ）の構造単位の数は、ブロックＡ内に所望される両性イオン官能基のモル分率にいくらか依存しうる。ある実施形態では、ブロックＡにおける両性イオン官能基のモル分率は約５％〜約１００％の範囲内にある。ある実施形態では、ブロックＡにおける両性イオン官能基のモル分率は約３５％〜約７０％の範囲内にある。
【００５２】
ブロック共重合体は、ブロックＡ及びブロックＢにおける繰り返し単位数によってさらに特徴づけられうる。ある実施形態では、ブロックＢにおける繰り返し単位数は約２０〜約２００の範囲内にある。ある実施形態では、ブロックＢにおける繰り返し単位数は約３０〜約１００の範囲内にある。ある実施形態では、ブロックＢにおける繰り返し単位数は約５０〜約７５の範囲内にある。この文脈において、本明細書で用いる「繰り返し単位」という用語は、式（ＩＩ）の構造単位を対象とする。
【００５３】
ある実施形態では、ブロックＡにおける繰り返し単位数は約１〜約２５の範囲内にある。ある実施形態では、ブロックＡにおける繰り返し単位数は約２〜約２０の範囲内にある。ある実施形態では、ブロックＡにおける繰り返し単位数は約３〜約１２の範囲内にある。なお、この文脈において、本明細書で用いる「繰り返し単位」という用語は、式（Ｉ）の構造単位と式（Ｖ）の構造単位との両方を対象とする。ただし、ブロックＡにおける１以上の繰り返し単位は、式（Ｉ）の構造単位を含むものとする。
【００５４】
ブロック共重合体は、ＡＢ型のブロック共重合体又はＡＢＡ型のブロック共重合体でありうる。なお、本明細書でいう「ＡＢ型のブロック共重合体」という用語は、ブロックＡとブロックＢとを有するブロック共重合体を表す。ただし、その場合、ブロックＡとブロックＢとは好適な連結基（例えば、開始剤残基）を用いてさらに相互に接続されうる。以下に詳述するように、ある実施形態では、ブロック共重合体は原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）によって形成されうる。その場合、ブロックＡとブロックＢとはＡＴＲＰ開始剤残基を含む連結基によって連結されうる。同様に、本明細書でいう「ＡＢＡ型のブロック共重合体」という用語は、第１のブロックＡと、ブロックＢと、第２のブロックＡとを有するブロック共重合体を表す。ブロックＡとブロックＢとは好適な連結基（例えば、開始剤残基）用いてさらに相互に接続されうる。
【００５５】
好適なＡＢ型のブロック共重合体の非限定的な例は、以下の式（ＶＩ）の構造単位を含む。
【００５６】
【化１２】
0006615877.tif 000013
【００５７】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【００５８】
【化１３】
0006615877.tif 000014
【００５９】
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００６０】
好適なＡＢＡ型のブロック共重合体の非限定的な例は、以下の式（ＩＸ）の構造単位を含む。
【００６１】
【化１４】
0006615877.tif 000015
【００６２】
式中、「ａ」及び「ｂ」は各々独立に０、１、２、３又は４であり、
「ｎ」、「ｐ」、「ｑ」及び「ｒ」は独立に０又は１であり、
「ｘ」は約２０〜約２００の整数であり、
「ｙ」は約１〜約２５の整数であり、
Ｙは各々独立に化学結合、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、スルホニル基、フェニルホスフィン基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｑは化学結合、酸素原子、硫黄原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｗは、ブロック共重合体におけるＷの少なくとも１つが式（ＶＩＩＩ）の基であることを条件として、各々独立に以下の式（ＶＩＩ）又は（ＶＩＩＩ）の基であり、
【００６３】
【化１５】
0006615877.tif 000016
【００６４】
Ｒ1及びＲ2は各々独立に水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ3、Ｒ5、及びＲ7は各々独立に水素原子、Ｃ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基であり、
Ｒ4及びＲ6は独立にＣ1〜Ｃ12脂肪族基、Ｃ3〜Ｃ12脂環式基又はＣ3〜Ｃ12芳香族基である。
【００６５】
ブロック共重合体も提供される。上述のように、ブロック共重合体は、式（Ｉ）の構造単位を含む１以上のブロックＡと、式（ＩＩ）の構造単位を含む１以上のブロックＢとを含む。ある実施形態では、ブロック共重合体は、式（ＶＩ）の構造単位を含むＡＢ型のブロック共重合体である。ある実施形態では、ブロック共重合体は、式（ＩＸ）の構造単位を含むＡＢＡ型のブロック共重合体である。
【００６６】
ブロック共重合体は任意の好適な手法を用いて合成されうる。ある実施形態では、ブロック共重合体は、（ブロックＢを含有する）高分子開始剤と好適なアクリレート単量体との原子移動ラジカル重合（ＡＴＲＰ）を実施した後、得られた重合体を両性イオン基で官能化することによって合成しうる。高分子開始剤は、好適な単量体の重縮合によってブロックＢを形成することにより、そして得られた重合体をＡＴＲＰ活性開始剤で末端封止することによって、さらに合成されうる。
【００６７】
ある実施形態では、ブロックＢは、少なくとも１種類の芳香族ジヒドロキシ化合物を少なくとも１種類の芳香族二ハロゲン化化合物と反応させることによって合成しうる。この反応は、アルカリ金属化合物の存在下、及び任意選択において触媒の存在下で、非プロトン性極性溶媒中において実施しうる。
【００６８】
使用し得る例示的な芳香族二ハロゲン化化合物として、４，４’−ビス（クロロフェニル）スルホン、２，４’−ビス（クロロフェニル）スルホン、２，４−ビス（クロロフェニル）スルホン、４，４’−ビス（フルオロフェニル）スルホン、２，４’−ビス（フルオロフェニル）スルホン、２，４−ビス（フルオロフェニル）スルホン、４，４’−ビス（クロロフェニル）スルホキシド、２，４’−ビス（クロロフェニル）スルホキシド、２，４−ビス（クロロフェニル）スルホキシド、４，４’−ビス（フルオロフェニル）スルホキシド、２，４’−ビス（フルオロフェニル）スルホキシド、２，４−ビス（フルオロフェニル）スルホキシド、４，４’−ビス（フルオロフェニル）ケトン、２，４’−ビス（フルオロフェニル）ケトン、２，４−ビス（フルオロフェニル）ケトン、１，３−ビス（４−フルオロベンゾイル）ベンゼン、１，４−ビス（４−フルオロベンゾイル）ベンゼン、４，４’−ビス（４−クロロフェニル）フェニルホスフィンオキシド、４，４’−ビス（４−フルオロフェニル）フェニルホスフィンオキシド、４，４’−ビス（４−フルオロフェニルスルホニル）−１，１’−ビフェニル、４，４’−ビス（４−クロロフェニルスルホニル）−１，１’−ビフェニル、４，４’−ビス（４−フルオロフェニルスルホキシド）−１，１’−ビフェニル、及び４，４’−ビス（４−クロロフェニルスルホキシド）−１，１’−ビフェニルが挙げられる。
【００６９】
使用し得る好適な芳香族ジヒドロキシ化合物の非限定的な例として、４，４’−ジヒドロキシフェニルスルホン、２，４’−ジヒドロキシフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシフェニルスルホキシド、２，４’−ジヒドロキシフェニルスルホキシド、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（３，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）スルホン、４，４−（フェニルホスフィニル）ジフェノール、４，４’−オキシジフェノール、４，４’−チオジフェノール、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−ジヒドロキシフェニルメタン、ヒドロキノン、レゾルシノール、５−シアノ−１，３−ジヒドロキシベンゼン、４−シアノ−１，３−ジヒドロキシベンゼン、２−シアノ−１，４−ジヒドロキシベンゼン、２−メトキシヒドロキノン、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール、２，２’−ジメチルビフェノール、２，２’，６，６’−テトラメチルビフェノール、２，２’，３，３’，６，６’−ヘキサメチルビフェノール、３，３’，５，５’−テトラブロモ−２，２’６，６’−テトラメチルビフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（ビスフェノールＡ）、４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジメチルフェノール）（テトラメチルビスフェノールＡ）、４，４’−イソプロピリデンビス（２−メチルフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２−アリルフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２−アリル−６−メチルフェノール）、４，４’−（１，３−フェニレンジイソプロピリデン）ビスフェノール（ビスフェノールＭ）、４，４’−イソプロピリデンビス（３−フェニルフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２−フェニルフェノール）、４，４’−（１，４−フェニレンジイソプロピリデン）ビスフェノール（ビスフェノールＰ）、４，４’−エチリデンジフェノール（ビスフェノールＥ）、４，４’−オキシジフェノール、４，４’−チオジフェノール、４，４’−チオビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−スホニルジフェノール、４，４’−スホニルビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−スルフィニルジフェノール、４，４’−（ヘキサジフルオロイソプロピリデン）ビスフェノール（ビスフェノールＡＦ）、４，４’−（ヘキサジフルオロイソプロピリデン）ビス（２，６−ジメチルフェノール）、４，４’−（１−フェニルエチリデン）ビスフェノール（ビスフェノールＡＰ）、４，４’−（１−フェニルエチリデン）ビス（２，６−ジメチルフェノール）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−ジクロロエチレン（ビスフェノールＣ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン（ビスフェノールＦ）、ビス（２，６−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）メタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタン、４，４’−（シクロペンチリデン）ジフェノール、４，４’−（シクロヘキシリデン）ジフェノール（ビスフェノールＺ）、４，４’−（シクロヘキシリデン）ビス（２−メチルフェノール）、４，４’−（シクロドデシリデン）ジフェノール、４，４’−（ビシクロ［２．２．１］ヘプチリデン）ジフェノール、４，４’−（９Ｈ−フルオレン−９，９−ジイル）ジフェノール、３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソベンゾフラン−１（３Ｈ）−オン、１−（４−ヒドロキシフェニル）−３，３’−ジメチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−５−オール、１−（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）−１，３，３’，４，６−ペンタメチル−２，３−ジヒドロ−１Ｈ−インデン−５−オール、３，３，３’，３’−テトラメチル−２，２’，３，３’−テトラヒドロ−１，１’−スピロビ［インデン］−５，６’−ジオール（Ｓｐｉｒｏｂｉｉｎｄａｎｅ）、ジヒドロキシベンゾフェノン（ビスフェノールＫ）、チオジフェノール（ビスフェノールＳ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）−４，４’−ビフェニル、４，４’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルエーテル、９，９−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、及びＮ−フェニル−３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミドが挙げられる。
【００７０】
ジハロ芳香族化合物と芳香族ジヒドロキシ化合物との反応を起こすのに、アルカリ金属化合物の塩基性塩を使用し得る。例示的な化合物として、水酸化アルカリ金属（例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、及び水酸化セシウム等が挙げられるがこれらには限定されない）、炭酸アルカリ金属（例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、及び炭酸セシウム等が挙げられるがこれらには限定されない）、並びに炭酸水素アルカリ金属（例えば、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、及び炭酸水素セシウム等が挙げられるがこれらには限定されない）が挙げられる。上記反応を起こすにはこれらの化合物の組合せも使用し得る。
【００７１】
使用し得る非プロトン性極性溶媒のいくつかの例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンズアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−イソプロピル−２−ピロリドン、Ｎ−イソブチル−２−ピロリドン、Ｎ−ｎ−プロピル−２−ピロリドン、Ｎ−ｎ−ブチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−３−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−３−メチル−ピロリドン、Ｎ−メチル−３，４，５−トリメチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−エチル−２−ピペリドン、Ｎ−イソプロピル−２−ピペリドン、Ｎ−メチル−６−メチル−２−ピペリドン、Ｎ−メチル−３−エチルピペリドン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジエチルスルホキシド、スルホラン、１−メチル−１−オキソスルホラン、１−エチル−１−オキソスルホラン、１−フェニル−１−オキソスルホラン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、ジフェニルスルホン、及びその組合せが挙げられる。溶媒の使用量は、一般にジハロ芳香族化合物と芳香族ジヒドロキシ化合物とを溶解するのに十分な量である。
【００７２】
反応は、ある実施形態では約１００℃〜約３００℃までの温度において、ある実施形態では約１２０℃〜約２００℃までの温度において、またいくつかの特定の実施形態では約１５０℃〜約２００℃までの温度において実施しうる。反応混合物は、水との共沸混合物を形成する溶媒を非プロトン性極性溶媒と合わせて初期反応混合物に添加することによってさらに乾燥しうる。かかる溶媒の例として、トルエン、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼン、及びクロロベンゼンが挙げられる。共沸乾燥によって残留水を除去した後、反応を上記の高温で実施しうる。反応は一般にある実施形態では約１時間〜約７２時間までの範囲内の時間にわたって、またいくつかの特定の実施形態では約１時間〜約１０時間までの範囲内の時間にわたって実施する。
【００７３】
反応が完了したら、ブロックＢを含有するポリマーを無機塩から分離し、非溶媒中に沈殿させ、濾過と乾燥によって回収しうる。非溶媒の例として、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、γ−ブチロラクトン、及びその組合せが挙げられる。
【００７４】
得られるポリマーをＡＴＲＰ活性末端基で末端封止することによって高分子開始剤をさらに合成しうる。好適な末端基の非限定的な例として２−ブロモイソブチリルブロミド（ＢｉＢＢ）が挙げられる。共重合体は、高分子開始剤と好適なアクリレート（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、又はその組合せ）との銅触媒重合によって合成しうる。次に、得られた共重合体を好適な化合物（例えば、スルトン）と高温で反応させることによって両性イオン官能性ブロック共重合体を合成しうる。
【００７５】
このブロック共重合体のガラス転移温度Ｔgは、一実施形態では約１２０℃〜約２８０℃の範囲内でありえ、別の実施形態では約１４０℃〜約２００℃の範囲内でありうる。このブロック共重合体はさらに数平均分子量（Ｍn）によって特徴づけられうる。一実施形態では、ブロック共重合体のＭnは約１０，０００グラム毎モル（ｇ／ｍｏｌ）〜約１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内でありうる。別の実施形態では、Ｍnは約１５，０００ｇ／ｍｏｌ〜約２００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲内でありうる。
【００７６】
このブロック共重合体並びにブロック共重合体を含む膜は、その親水性によってさらに特徴づけられうる。ある実施形態では、ブロック共重合体は、ガラス基板上のフィルムの形態でキャスティングされるブロック共重合体の表面で測定した水との接触角が約８０度未満である。ある実施形態では、ブロック共重合体は、ガラス基板上のフィルムの形態でキャスティングされるブロック共重合体の表面で測定した水との接触角が約５０度未満である。いくつかの特定の実施形態では、ブロック共重合体は、ガラス基板上のフィルムの形態でキャスティングされるブロック共重合体の表面で測定した水との接触角が約３０度未満である。
【００７７】
この膜は中空糸構造又は平板構造を有しうる。いくつかの特定の実施形態では、この膜は中空糸構造を有しうる。ある実施形態では、本発明の諸実施形態に係るブロック共重合体で構成される中空糸膜が提供される。ある実施形態では、複数の中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールが提供される。
【００７８】
本発明の諸実施形態に係る膜は、当該技術分野において既知のプロセスによって作製しうる。好適な手法の例として、乾式相分離膜形成法、湿式相分離膜形成法、乾湿式相分離膜形成法、熱誘起相分離膜形成法が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、膜形成の後、分離用途に使用する前に、膜の前処理プロセス又は処理プロセスを膜に施してもよい。代表的なプロセスとして、応力緩和のための熱アニールや、膜が接触する供給液と同様の溶液においてあらかじめ平衡状態を作ることなどが挙げられる。
【００７９】
一実施形態では、膜は転相によって作製しうる。転相過程には、１）蒸気誘起相分離（ＶＩＰＳ）（「乾式キャスティング」又は「空気キャスティング」ともいう）、２）液体誘起相分離（ＬＩＰＳ）（ほとんどの場合「浸漬キャスティング」又は「湿式キャスティング」という）、及び３）熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）（「融液キャスティング」ということが多い）がある。転相過程により、スキン層を全体に施した非対称膜が製造できる。ある実施形態では、膜は架橋によって支持力を増強しうる。
【００８０】
膜は、孔径より大きい溶質が通過できないように特定の孔径を有するように設計及び製造されうる。一実施形態では、孔径は約０．５ナノメートル〜約１００ナノメートルの範囲内でありうる。別の実施形態では、孔径は約１ナノメートル〜約２５ナノメートルの範囲内でありうる。
【００８１】
ある実施形態では、中空糸膜は、上記のあるブロック共重合体と少なくとも１種類の追加的ポリマーとの混合物（ブレンド）を含む。この追加的ポリマーは、種々の特性（例えば、より良い耐熱性、生体適合性等）を付与するためにブロック共重合体と混合されうる。さらに、この追加的ポリマーは、転相時に生成される転相膜構造（例えば、非対称膜構造）の組織を改変するために膜形成時にブロック共重合体に添加されうる。また、ブロック共重合体と混合される少なくとも１種類のポリマーは、本来的に親水性でも疎水性でもよい。
【００８２】
ある実施形態では、ブロック共重合体は親水性ポリマーと混合される。好適な親水性ポリマーの非限定的な例としてポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が挙げられる。その他の好適な親水性ポリマーの非限定的な例として、ポリオキサゾリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリコールモノエステル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、水溶性セルロース誘導体、ポリソルビン酸、ポリエチレン−ポリプロピレンオキシド共重合体、ポリエチレンイミン、及びその組合せが挙げられる。ある実施形態では、ブロック共重合体はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルウレタン、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリアクリロニトリル、及びその組合せ等のポリマーとさらに混合しうる。
【００８３】
本発明のある実施形態に係る膜はさまざまな用途において有用でありうる。かかる用途の例として、生物学的分離、浄水、血液濾過、血液透析、限外濾過、ナノ濾過、気体分離、精密濾過、逆浸透、及びパーベーパレーションが挙げられる。したがって、本発明は、上記用途の１つ以上において膜を使用することにも関する。いくつかの特定の実施形態では、膜は、優れた親水性と生体適合性とが望まれる生物医薬品・生物医学の分野において用途を有しうる。
【００８４】
ある実施形態では、生物学的分離のための中空糸膜が提供される。生物学的分離に好適な中空糸膜は、タンパク質結合能によって部分的に特徴づけられうる。ある実施形態では、中空糸膜は約３０ｎｇ／ｃｍ2未満のタンパク質結合能を有しうる。膜は本発明の諸実施形態に係るブロック共重合体で構成される。別の態様において、本発明は、本発明の多孔質膜で構成される複数の多孔質中空糸を含む、生物学的分離装置に関する。
【００８５】
ある実施形態では、本発明のある実施形態に係る膜は、血液透析に用いられうる。透析は、１つ以上の膜によって実施され、主にその１つ以上の膜の厚さの両端における圧力差によって輸送が駆動される処置をいう。血液透析は、生物学的に望ましくない、及び／又は有毒な溶質（例えば、代謝産物）、並びに副産物を血液から除去する透析処置をいう。血液透析膜は多孔質膜であり、一般に５，０００ダルトン未満の低分子量の溶質（例えば、尿素、クレアチニン、尿酸、電解質、及び水）を透過させる一方で、分子量がそれより大きいタンパク質及び血液細胞成分を通さない。血液濾過は腎臓の糸球体における濾過をより正確に代行するものであり、より透過性の高い膜を必要とする。具体的には、分子量が５０，０００ダルトン未満（場合によっては２０，０００ダルトン未満）の溶質を完全に透過できることが求められる。
【００８６】
いかなる理論にも拘束されることなく、本発明のある実施形態に係るブロック共重合体は、製造中並びに使用中に多孔質膜構造を支持するだけの望ましい機械的特性を有すると考えられる。また、ブロック共重合体は、高温蒸気滅菌過程中に劣化しないだけの十分な熱的特性を有する。さらに、ブロック共重合体及びそれに対応する膜は最適な生体適合性を有するため、タンパク質のファウリングが最小限に抑えられ、治療血液の血栓症が発生しない。
【実施例】
【００８７】
別途記載のない限り、薬剤類はアルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）及びスロス・インダストリーズ（Ｓｌｏｓｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）から購入し、入手した状態のままで使用した。ブルカー（Ｂｒｕｋｅｒ）のＡｖａｎｃｅ４００（1Ｈ，４００ＭＨｚ）分光器でＮＭＲスペクトルを記録し、残留溶媒シフトを基準とした。分子量は数平均分子量（Ｍn）又は重量平均分子量（Ｍw）で記載している。その値は、ＵＶ検出器を備えたパーキンエルマーのシリーズ２００測定器によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）分析によって決定した。ＴＡＣ７／ＤＸ熱分析器を備えたパーキンエルマーのＤＳＣ７においてポリマー熱分析を行い、Ｐｙｒｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅを用いてデータを処理した。
【００８８】
ガラス転移温度は第２の加熱走査において記録した。接触角の測定はＶＣＡ２０００（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）測定器で実施し、ＶＣＡ  Ｏｐｔｉｍａソフトウェアを用いて評価した。適切な溶液（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、及びジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ））による薄膜を清浄なガラススライド上にキャスティングし、溶媒を蒸発させることによってポリマーフィルムを得た。水との前進接触角（７３ダイン／ｃｍ）をフィルムの両側（空気側とガラススライド側）で測定した。ガラススライド側のほうが一貫して低い値が得られた。これはそちら側の表面のほうが滑らかであるためだと推測される。
【００８９】
実施例１：末端封止したポリスルホン高分子開始剤Ｂｒ−ＰＳＵｘ−Ｂｒの合成
Ｂｒ−ＰＳＵｘ−Ｂｒの合成の合成体系を図１に示す。ここで、「Ｂｒ−ＰＳＵｘ−Ｂｒ」はＢｒで末端封止されたＰＳＵポリマーを表し、スキーム１に示す連結基をさらに含む。まず、室温（ＲＴ）において５０リットル（Ｌ）のガラスライナ付き反応器に９．０ＬのＮＭＰを入れた。次に、１ｋｇのビスフェノールＡ（ＢＰＡ）（４．３８モル、ＭＷ＝２２８．２９ｇ／ｍｏｌ）と１ｋｇのＫ2ＣＯ3（７．２３モル）とを反応器に添加した。混合物をゆっくり攪拌してビスフェノールＡを完全に溶解させた。続いて、機械的攪拌機、ディーン・スターク・トラップ、及び窒素パージ能力を備えた上記反応器に２．５Ｌのトルエンを入れた。その後、２００ｒｐｍで攪拌しながら、かつ約１ｓｃｆｈ（標準立方フィート毎時）の窒素パージを行いながら、混合物を１２５℃（反応器内の熱電対温度）まで加熱した。１２５℃において、トルエンを複数回に分けて添加（１Ｌ×２）しながら、共沸を利用することで３時間をかけて水を除去した。
【００９０】
共沸によって水をすべて除去した後、反応系を一晩かけて室温まで冷却した。次に、１．２４ｋｇの４，４’−ジクロロジフェニルスルホン（ＤＣＤＰＳ）（４．３モル、ＭＷ＝２８７．１６ｇ／ｍｏｌ）を反応混合物に添加した。新たな水を除去するためにトルエン（１Ｌ×２）をさらに添加した。混合物を１７０℃で約８時間にわたって攪拌した。この時点で高粘性の溶液が形成された。この粘性混合物を９ＬのＮＭＰで希釈した後、室温まで冷却し、一晩中攪拌した。３Ｌの淡褐色ポリマー溶液を３０Ｌの過剰水に添加し、ヘンシェル（Ｈｅｎｓｃｈｅｌ）のホモジナイザにおいてポリマーを沈殿させた。このポリマーを遠心分離で回収した後、水に続いてメタノールで洗浄した。次に、ポリマーを真空中で乾燥させ、残留溶媒を除去した。
【００９１】
次に、この乾燥ポリマーを１２Ｌの塩化メチレン中に溶解させた。４５．０ｇのトリエチルアミン（０．４４５モル）と１００ｇの２−ブロモイソブチリルブロミド（０．４３５モル）とをゆっくり連続的に添加した。反応混合物を室温で一晩中攪拌した後、６Ｌの淡褐色ポリマー溶液をヘンシェルのホモジナイザを用いて３０Ｌのメタノール中に沈殿させた。ポリマーは２日にわたって水中に浸漬し、存在する残留塩をすべて除去した。続いて遠心分離で濾過した後、メタノールで洗浄した。１．７５ｋｇ（収量９１％）のＢｒ−ＰＳＵ75−Ｂｒが生成されたので、これをさらに５０℃かつ真空中で一晩かけて乾燥させ、残留溶媒を除去した。ＣＨＣｌ3を用いたＧＰＣ（ＵＶ検出器）を実施したところ、４６，０００ｇ／ｍｏｌのＭwと２７，５００ｇ／ｍｏｌのＭnが最終的に確認された。
【００９２】
同様に、上記の合成体系及び合成手順を用いて他の２種類の高分子開始剤、Ｂｒ−ＰＳＵ52−Ｂｒ及びＢｒ−ＰＳＵ50−Ｂｒも調製した。
【００９３】
実施例２：末端封止したポリスルホン高分子開始剤Ｂｒ−ＰＳＵｘの合成
Ｂｒ−ＰＳＵｘの合成に関する合成体系を図２に示す。遊離フルオロフェニルスルホン（もしくはクロロフェニルスルホン）末端基と反応させるために、フェノール性末端封止剤である４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを使用し、それによって、活性部位が１カ所のみの、末端封止されたＡＴＲＰ活性ポリスルホンを生成した。ビスフェノールＡ及び４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを塩基の存在下でジクロロジフェニルスルホン（ＤＣＤＰＳ）を反応させ、水酸化物官能性ポリスルホンを得た。次に、これを２−ブロモイソブチリルブロミドと反応させた。反応は順調に完了して９７％の収量が得られ、６．５ｋｇの末端封止ポリスルホンＢｒ−ＰＳＵ50が生成された。
【００９４】
実施例３：Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）y−ＰＳＵx−Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）yブロック共重合体の合成
ブロック共重合体の合成の合成体系を図３に示す。
【００９５】
（ＤＭＡＥＭＡ）11.4−ＰＳＵ75−Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）11.4の合成：オーブン乾燥した、磁気攪拌棒付きのシュレンク管において４．０ｇのＢｒ−ＰＳＵ75−Ｂｒ（０．３５ｍｍｏｌのＢｒ開始剤）を１６．０ｍＬのＮＭＰに溶解させた。粘性の溶液を室温まで冷却し、１．１０６ｇのＤＭＡＥＭＡ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、７．０３ｍｍｏｌ）と、０．１５ｍＬのＰＭＤＥＴＡ（ペンタメチルジエチレントリアミン、０．７２ｍｍｏｌ）とを添加した。凍結・脱気・融解過程を３サイクル実施して溶存ガスを除去した。シュレンク管に窒素を充・し直し、２０．０ｍｇの塩化銅（Ｉ）（０．２０ｍｍｏｌ）と１２．８ｍｇの塩化銅（ＩＩ）（０．０９５ｍｍｏｌ）とを窒素パージ下で添加した。内容物を４０℃に温め、緑褐色の溶液を１６時間にわたって攪拌した。反応物を１６ｍＬのテトラヒドロフランで希釈し、約５ｇの塩基性アルミナを添加して銅イオンを結合させた。この混合物をセライトと塩基性アルミナとの濾床で濾過した。２００ｍＬの水を添加してポリマーを沈殿させた。灰白色の固体を濾過によって回収し、水に続いてメタノールで洗浄した。次に、５０℃かつ真空中で一晩かけて乾燥させ、残留溶媒を除去した。
【００９６】
同様に、上記の合成体系及び合成手順を用いて他の４種類のブロック共重合体、（ＤＭＡＥＭＡ）6.5−ＰＳＵ52−Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）6.5；（ＤＭＡＥＭＡ）3.5−ＰＳＵ52−Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）3.5；（ＤＭＡＥＭＡ）3.0−ＰＳＵ52−Ｐ（ＤＭＡＥＭＡ）3.0；及び（ＤＭＡＥＭＡ）20−ＰＳＵ50も合成した。
【００９７】
実施例４：両性イオン官能性ブロック共重合体の合成
実施例３で合成したブロック共重合体と１，３−プロパンスルトンとを１５ｍＬのＮＭＰ中に溶解させた。溶液を８０℃に加熱して固形物を生成した。この固形物を混合機中で粉砕した。得られた粉体を濾過し、真空中で乾燥させた。ブロック共重合体を対応量のスルトンと反応させることによって、ブロック共重合体における両性イオン官能基のモル分率を制御した。ブロック共重合体の組成の詳細を表１に挙げる。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
実施例５：タンパク質付着の調査
両性イオン官能性ブロック共重合体（試料１と３）を用いてキャスティングしたフィルムについてタンパク質結合能の評価を行った。また、中空糸多孔質膜を試料８から調製し、タンパク質結合能の評価を行った。
【０１００】
上面（フィルムがキャスティングされたときに空気にさらされた面）のみが代表ファウラントであるＨＲＰ標識抗体にさらされるように高密度フィルムを封止した。全表面をＨＲＰ−Ａｂの１０μｇ／ｍｌ溶液で２時間にわたって覆った後、１時間にわたってＰＢＳで完全に洗浄し、ゆるやかに付着した抗体を除去した。直径０．５ｃｍの生検鉗子を用いてフィルムから円板を切り取り、各ポリマーフィルムから３枚ずつ得た円板を２４穴プレートに別々に移した。ｏ−フェニレンジアミンと過酸化水素とクエン酸リン酸緩衝液と（それぞれ０．５ｍｇ／ｍｌ、０．０１５％、及び５０ｍＭ）の溶液０．５ｍＬを各穴に添加した。この溶液を添加してから正確に３分後に、４５０ナノメートルにおける溶液の吸光度を測定した。抗体上のＨＲＰ酵素はｏ−フェニレンジアミンを有色生成物に変えるため、溶液の吸光度は、高密度フィルム表面のファウリングをもたらした抗体の量と校正曲線を用いて相関させることができる。この方法を用いて中空糸のファウリングを測定する場合、それぞれ長さ１インチの中空糸片を２時間にわたって抗体溶液中に沈めた後、１時間にわたってＰＢＳで完全に洗浄し、各片を４分割して２４穴プレートの穴にまとめて移す。酵素反応と分光測光を上述のように実施する。各中空糸の内径と外径を顕微鏡で測定し、その結果を用いて試料の公称表面積を計算した。表面被覆率を表面積で正規化した。
【０１０１】
図４は、正規化したタンパク質結合性能（ＰＳＵに対して正規化したもの）を市販のポリスルホン（ＰＳＵ）（比較例１）と試料１及び３を用いてキャスティングしたフィルムとで比較したものである。図５は、正規化したタンパク質結合性能（ＰＳＵに対して正規化したもの）を市販のポリスルホン（比較例１）と試料８を用いて形成した中空糸膜とで比較したものである。
【０１０２】
図４と図５に示すように、両性イオン基を有する共重合体は市販のポリスルホン（ＰＳＵ）に比べて優れた性能を発揮する。優れたタンパク質付着性能をもたらす要因は、共重合体中の両性イオン基の存在でありうる。さらに、商用中空糸用途にとって有用な特性及び機械的性能を備えた親水性中空糸膜を形成する、この共重合体の能力が、共重合体中の両性イオン基によって阻害されないことが示された。また、本発明のある実施形態に係るブロック共重合体の両性イオン含有量が、ピペラジン官能基を有するポリスルホンに比べて低いことを考えると、本発明のある実施形態に係るブロック共重合体は、ピペラジン官能基を有するポリスルホンに比べて図らずも良好な性能を示した。
【０１０３】
添付の特許請求の範囲は、想定されたとおりに本発明を広く規定するものとする。また、ここに提示した例は、多様かつ可能なすべての実施形態から選択した実施形態を説明するためのものである。したがって、出願者の意図は、添付の特許請求の範囲が本発明の特徴の説明に用いた例に限定されるものではない点にある。特許請求の範囲における「含む」という用語、並びにその文法上の変形は、例えば「実質的に〜からなる」や「からなる」等（ただし、これらには限定されない）の、程度が異なるフレーズをも論理的に包含する。必要な場合には範囲も提示した。その範囲には、両端間のすべての部分範囲が含まれる。当業者がかかる範囲のバリエーションに想到することが予想されるが、そうしたバリエーションがいまだ未公開である場合は、可能であれば添付の特許請求の範囲の対象であると解釈するべきである。文言の不正確さによって現時点では想定されていない均等物及び代替物が科学技術の発展に伴って可能になることもまた予想される。かかる変形も可能であれば添付の特許請求の範囲の対象であると解釈するべきである。
【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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