(57)【要約】【課題】  生化学用器具の表面に対する生体由来物質の吸着量を低減させる表面改質方法およびその方法で製造された生化学用器具を提供する事。【解決手段】  生化学用器具の表面を、親水性基と疎水性基を有する水不溶性の樹脂を溶解した溶液に浸漬させる浸漬工程と、前記溶液を前記表面から除去して皮膜を形成する皮膜形成工程とを有する生化学用器具の製造方法にあって、前記皮膜形成工程後の前記皮膜が、５〜５００ｎｍであること、さらには、前記皮膜形成工程は、遠心力を利用するものであり、また、前記皮膜形成工程は、吸引力を利用するものであることを特徴とする生化学用器具の製造方法である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生化学用器具の表面を、親水性基と疎水性基を有する水不溶性の樹脂を溶解した溶液に浸漬させる浸漬工程と、前記溶液を前記表面から除去して皮膜を形成する皮膜形成工程とを有する生化学用器具の製造方法にあって、前記皮膜形成工程後の前記皮膜が、５〜５００ｎｍであることを特徴とする生化学用器具の製造方法。
【請求項２】
前記皮膜形成工程は、遠心力を利用するものである請求項１に記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項３】
前記皮膜形成工程は、吸引力を利用するものである請求項１に記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項４】
前記浸漬工程は、溶液を生化学用器具の表面に浸漬させた状態で１〜７２０分放置するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項５】
前記皮膜形成工程は、溶液が流動性を有している状態で該表面を気体の流れに暴露する請求項１ないし４のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項６】
前記水不溶性の樹脂は、水不溶性の２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体または含む共重合体である請求項１ないし５のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項７】
前記水不溶性の樹脂は、０．１〜２．０ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度で溶解している溶液である請求項１ないし６のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項８】
前記溶液の溶媒は、アルコール系の溶媒である請求項１ないし７のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項９】
前記生化学用器具は、プラスチックから構成される請求項１ないし８のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項１０】
前記生化学用器具は、ガラスから構成される請求項１ないし９のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法で製造された生化学用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生化学用器具の製造方法および生化学用器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックまたはガラス製品の表面は蛋白質等の生体由来物質が非特異的に吸着するという特性を有しているが、植物組織培養や動物細胞培養等の培養技術や免疫生化学的手法を駆使する生命科学分野の試験用器具および臨床検査における採血容器、検体保存容器、更に生体由来の試薬類を保存する容器にそれらの材料からなる成型品を使用した場合、非特異的な吸着が種々の問題を引き起こす。
【０００３】
例えば、生命化学分野の試験容器においては希釈又は保存工程で容器に吸着すると、濃度が変化してしまう為分析結果に大きな影響を与え、採血容器、検体保存容器においては
血液等の検体中のタンパク質が容器に吸着されると、タンパク質量の検査値が実際より低いか、あるいは全く検出されなく、診断を誤る可能性がある。
【０００４】
このような課題を解決する手段として、一般的にはウシ血清アルブミンの様な吸着しやすい蛋白質や界面活性剤を共雑物質として添加する方法が取られている。
【０００５】
しかし、それらの方法では吸着防止効果は殆ど得られないどころか、添加した物質自体が分析・評価結果に影響を与えてしまう可能性がある。
また、ポリスチレン製部材の表面をオゾンガスの流通により改質する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ポリスチレン表面に導入した極性基は気相との接触により経時的に樹脂層の内部に潜り込むことが知られており、処理の効果が経時的に低下してゆくという問題点を有していた。
【０００６】
容器表面にポリエチレンオキシド等の親水性材料をグラフトする事により、ハイドロゲル層を構築し生体由来物質の吸着を低減させる方法も知られているが、親水性材料をグラフトする方法においてはグラフト鎖長を均一に制御する事が難しく、更にグラフト鎖の導入密度を上げる事が困難である事から、改質のばらつきが大きく、充分な改質効果を得る事が難しいという問題点を有していた。
【特許文献１】特開平１０−１０１８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、生化学用器具の表面に対する生体由来物質の吸着を低減させる表面の改質方法およびその方法によって製造された生化学用器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１１）に記載の本発明により達成される。
【０００９】
（１）生化学用器具の表面を、親水性基と疎水性基を有する水不溶性の樹脂を溶解した溶液に浸漬させる浸漬工程と、前記溶液を前記表面から除去して皮膜を形成する皮膜形成工程とを有する生化学用器具の製造方法にあって、前記皮膜形成工程後の前記皮膜が、５〜５００ｎｍであることを特徴とする生化学用器具の製造方法。
【００１０】
（２）前記皮膜形成工程は、遠心力を利用するものである（１）に記載の生化学用器具の製造方法。
【００１１】
（３）前記皮膜形成工程は、吸引力を利用するものである（１）に記載の生化学用器具の製造方法。
【００１２】
（４）前記浸漬工程は、溶液を生化学用器具の表面に浸漬させた状態で１〜７２０分放置するものである（１）ないし（３）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１３】
（５）前記皮膜形成工程は、溶液が流動性を有している状態で該表面を気体の流れに暴露する（１）ないし（４）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１４】
（６）前記水不溶性の樹脂は、水不溶性の２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体または含む共重合体である（１）ないし（５）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１５】
（７）前記水不溶性の樹脂は、０．１〜２．０ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度で溶解している溶液である（１）ないし（６）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１６】
（８）前記溶液の溶媒は、アルコール系の溶媒である（１）ないし（７）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１７】
（９）前記生化学用器具は、プラスチックから構成される（１）ないし（８）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１８】
（１０）前記生化学用器具は、ガラスから構成される（１）ないし（９）のいずれかに記載の生化学用器具の製造方法。
【００１９】
（１１）（１）ないし（１０）のいずれかに記載の方法で製造された生化学用器具。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば生化学用器具の表面に対する生体由来物質の吸着量を低減できる表面改質法およびその方法を利用して製造した生化学器具を提供する事が出来る。
【００２１】
また、溶液の皮膜形成工程において遠心力または吸引力を利用する事で生体由来物質の吸着量を低減させる事が出来る。
【００２２】
また、親水性基と疎水性基を有する水不溶性の樹脂を溶解した溶液の浸漬工程において１〜７２０分放置する事で生体由来物質の吸着量を更に低減させる事が出来る。
【００２３】
また、溶液を除去した後に生化学用器具の表面に形成された皮膜が流動性を有している状態で該表面を気体の流れに暴露する事で生体由来物質の吸着量を更に低減させる事が出来る。
【００２４】
また、前記高分子に水不溶性の２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体又はこれを含む共重合体を用いて、アルコール系の溶媒に０．１〜２．０ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度で溶解した溶液を使用することで生体由来物質の吸着量を更に低減させる事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２６】
生化学用器具の表面を、親水性基と疎水性基を有する水不溶性の樹脂を溶解した溶液に浸漬させる浸漬工程と、前記溶液を前記表面から除去して皮膜を形成する皮膜形成工程とを有する生化学用器具の製造方法にあって、前記皮膜形成工程後の前記皮膜が、５〜５００ｎｍであることを特徴とする生化学用器具の製造方法。
【００２７】
前記親水性基と疎水性基を有する水不溶性の高分子としては、特に限定はされないが、ポリメタクリル酸、（メタ）メタクリル酸−アルキルメタクリレート共重合体、ポリヒドロキシアルキルメタクリレート（例えばポリヒドロキシエチルメタクリレート）、ヒドロキシアルキルメタクリレート−アルキルメタクリレート共重合体、ポリオキシアルキレン基含有メタクリレート重合体またはこれを含む共重合体、ビニルピロリドン、ビニルアルコールを含む共重合体、（２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン）重合体またはこれを含む共重合体などが挙げられ、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体またはこれを含む共重合体が最も好ましい。
【００２８】
前記高分子を溶解した溶液の濃度は高すぎても、逆に低すぎても均一な表面が得られない為、溶解する高分子および溶媒の種類によって適宜選択することが好ましい。例えば、高分子に２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート共重合体を選択し、溶媒にメタノールを使用する場合は０．１〜２．０ｗｔ／ｖｏｌ％の範囲が好ましく、０．３〜０．７０ｗｔ／ｖｏｌ％の範囲が特に好ましい。
生化学用器具の表面を該溶液に浸漬させる場合、少なくとも改質を行なう部分が溶液に接触している状態であれば良く、方法としては生化学用器具を該溶液に浸してもよく、生化学用器具が容器形状であり、該容器の内側を改質する場合は該溶液を該容器に分注しても良い。
【００２９】
浸漬させる時間は１〜７２０分が好ましく、特に１０〜５０分が好ましい。接触時間が前記下限値未満であると表面に均一な皮膜が形成されず、上限値を超えると生産効率の点で不利である。
【００３０】
浸漬時間が皮膜の形成に与える影響の原因としては、表面の溶液中に存在する親水性基と疎水性基を有する高分子の疎水性基部分が生化学用器具の表面と相互作用を引き起こす為には前記範囲の接触時間が必要であると考察している。
【００３１】
溶液の皮膜形成工程において、遠心力または吸引力を利用する事が好ましく、それらを利用する事で皮膜の厚みがより薄く、均一になり高い生体由来物質低吸着効果が得られる。
【００３２】
遠心力を利用する方法としては、一例としてスピンコーター等の回転体に生化学用器具を取り付けて回転させる方法があり、吸引力を利用する方法としては、一例として吸引ポンプに接続したノズル等の器具を利用して吸引する方法がある。
【００３３】
更に、溶液を除去した後に該表面に形成された皮膜が流動性を有している状態つまりは乾燥する前に表面を気体の流れに暴露させることで、より生体由来物質の吸着の少ない表面に改質される。
その際、気体の種類は空気やチッ素ガス等を用いる事が出来、気体が一定方向に流れていれば流速は特に限定するものでは無い。
【００３４】
暴露する時間は、特に限定はされないが、５〜６０秒が好ましく、１０〜３０秒が更に好ましい。暴露する時間が前記下限値未満であると暴露後に高分子溶液の層が流動してしまい充分な効果は得られない。また前記上限値を超えると生産効率の点で不利である。
一方、溶液を除去してから気体の流れに暴露するまでの時間については少なくとも高分子溶液の層が流動性を有していれば効果は得られるが、できるだけ短い方が好ましく、具体的には、遠心力または吸引力を利用して溶液を除去した後に引き続き遠心または吸引操作を継続する事で最も高い効果が得られる。
【００３５】
生体由来物質の非特異的吸着の最も大きな原動力は疎水性相互作用である。本願特許によれば生化学用器具の表面に形成された親水性基と疎水性基を有する高分子の皮膜に生体由来物質を含む溶液が接触した際、その界面に存在する親水性基の作用により生体由来物質吸着の原動力である疎水性相互作用が妨げられ、生体由来物質の吸着が低減される。
【００３６】
しかし、親水性基と疎水性基を有する高分子層が厚すぎると自由水と一緒に生体由来物質が高分子層内部に残留してしまう為、有効な吸着低減効果は得られない。
【００３７】
即ち、理想的には生化学用器具の表面に親水性基の単分子層が密に構築されている状態が最も生体由来物質吸着低減効果に優れるという事が理論的に考察できる。
【００３８】
つまり、前記皮膜形成工程後の皮膜は５〜５００ｎｍの範囲で生体由来物質低吸着表面となり、好ましくは１０〜２００ｎｍであり、１０〜１００ｎｍの範囲が特に好ましい。
【００３９】
皮膜が前記下限値以下では皮膜の親水性基の密度が疎になる可能性があり効果にばらつきが発生し、前記上限値以上では前述の理由により有効な吸着低減効果は得られない。
【００４０】
本願発明によれば、より理想的な状態に近い表面つまり、薄く均一な親水性基と疎水性基を有する高分子層が形成されるため、後に示す通り効果的な生体由来物質の低吸着表面になるものと考えられる。
【００４１】
また、親水性基が密に構築されるという点において分子量の大きなコリンンリン酸基を有する２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体又はこれを含む共重合体が好ましいと考察している。
【００４２】
表面改質を行なう生化学用器具としては特に限定するものではないが、例えば生化学研究に使用されるピペット、ディスペンサーチップ等の液体操作用器具類および遠沈管、凍結保存チューブ、チューブ、マルチウェルプレート等の容器類において有効であり。これらの中でも、生体由来物質との接触時間が比較的長く、各種分析における試料調製に使用されるチューブとして用いられることが好ましい。これにより、分析結果の精度及び感度が向上する。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）共重合体（日本油脂株式会社  Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＣＭ５２０６  ＭＰＣ／ＢＭＡ＝３／７）を０．５ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度でエタノールに溶解。
【００４４】
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）に前記溶液を１．５ｍＬ分注し、３０分間室温で放置。
【００４５】
吸引ポンプに液だめ用のトラップを接続したホースの先に、外径２０ｍｍφ、内径１０ｍｍφのステンレス製ノズルを装着した吸引器具を使用し、マイクロチューブに分注した溶液を吸引し、溶液を吸い終わった後も一定時間引き続き吸引を行った。
【００４６】
吸引ノズルと容器底面の距離は０．５ｍｍで固定し、吸引開始−溶液除去−吸引終了までの時間は３０秒とした。
【００４７】
上記工程を経たマイクロチューブを、裏返しにした状態で室温一晩乾燥させ、実施例１とした。
（実施例２）
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）共重合体（日本油脂株式会社  Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＣＭ５２０６  ＭＰＣ／ＢＭＡ＝３／７）を０．５ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度でエタノールに溶解。
【００４８】
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）に前記溶液を１．５ｍＬ分注し、放置せず即座に工程［３］に移行した。
【００４９】
吸引ポンプに液だめ用のトラップを接続したホースの先に、外径２０ｍｍφ、内径１０ｍｍφのステンレス製ノズルを装着した吸引器具を使用し、マイクロチューブに分注した溶液を吸引し、溶液を吸い終わった後も一定時間引き続き吸引を行った。
【００５０】
吸引ノズルと容器底面の距離は０．５ｍｍで固定し、吸引開始−溶液除去−吸引終了までの時間は３０秒とした。
【００５１】
上記工程を経たマイクロチューブを、裏返しにした状態で室温一晩乾燥させ、実施例２とした。
（実施例３）
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）共重合体（日本油脂株式会社  Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＣＭ５２０６  ＭＰＣ／ＢＭＡ＝３／７）を０．０５ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度でエタノールに溶解。
【００５２】
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）に前記溶液を１．５ｍＬ分注し、３０分間室温で放置。
【００５３】
吸引ポンプに液だめ用のトラップを接続したホースの先に、外径２０ｍｍφ、内径１０ｍｍφのステンレス製ノズルを装着した吸引器具を使用し、マイクロチューブに分注した溶液を吸引し、溶液を吸い終わった後も一定時間引き続き吸引を行った。
【００５４】
吸引ノズルと容器底面の距離は０．５ｍｍで固定し、吸引開始−溶液除去−吸引終了までの時間は３０秒とした。
【００５５】
上記工程を経たマイクロチューブを、裏返しにした状態で室温一晩乾燥させ、実施例３とした。
（実施例４）
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）共重合体（日本油脂株式会社  Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＣＭ５２０６  ＭＰＣ／ＢＭＡ＝３／７）を０．５ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度でエタノールに溶解。
【００５６】
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）に前記溶液を１．５ｍＬ分注し、３０分間室温で放置。
【００５７】
吸引ポンプに液だめ用のトラップを接続したホースの先に、外径２０ｍｍφ、内径１０ｍｍφのステンレス製ノズルを装着した吸引器具を使用し、マイクロチューブに分注した溶液を吸引し、溶液を吸い終わった後も一定時間引き続き吸引を行った。
【００５８】
吸引ノズルと容器底面の距離は０．５ｍｍで固定し、吸引開始−溶液除去−吸引終了までの時間は３秒とした。
【００５９】
上記工程を経たマイクロチューブを、裏返しにした状態で室温一晩乾燥させ、実施例４とした。
（比較例１）
２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（ＭＰＣ）−ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）共重合体（日本油脂株式会社  Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＣＭ５２０６  ＭＰＣ／ＢＭＡ＝３／７）を０．５ｗｔ／ｖｏｌ％の濃度でエタノールに溶解。
【００６０】
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）に前記溶液を１．５ｍＬ分注し、放置せず即座に容器を裏返して溶液をマイクロチューブ内から自然に除去し、その状態で室温一晩乾燥させ、比較例１とした。
（比較例２）
ポリプロピレン製のマイクロチューブ（３９ｍｍ×１０ｍｍφ容量約１．５ｍＬ）を比較例２とした。
（皮膜の測定）
実施例１〜４及び比較例１〜２を液体窒素に浸漬して凍結させた状態で砕き、各切片の断面を電子顕微鏡下で観察し、皮膜の厚みを測定した。
【００６１】
その結果を表１に示す。
（生体由来物質吸着性の比較）
ウシ血清アルブミン（２３２０９  ＰＩＥＲＣＥ社製）を０．５μｇ／ｍＬに希釈した溶液を実施例１〜４及び比較例１〜２に１．０ｍＬづつ分注し、３７℃で１時間インキュベートした後０．０５容量％ｔｗｅｅｎ２０入りリン酸緩衝液ｐＨ７．４で３回洗浄した。次にブロッキングとして３．０重量％スキムミルク入りリン酸緩衝液ｐＨ７．４溶液を１．５ｍＬづつ分注し、３７℃で１時間インキュベートした後０．０５容量％ｔｗｅｅｎ２０入りリン酸緩衝液ｐＨ７．４で３回洗浄した。次にペルオキシターゼ標識坑ウシ血清アルブミン抗体（５５２８５  ＣＡＰＰＥＬ社製）をリン酸緩衝液ｐＨ７．４で１．０μｇ／ｍＬに希釈した溶液を各マイクロチューブに１．０ｍＬづつ分注し室温で３０分インキュベートした後０．０５容量％ｔｗｅｅｎ２０入りリン酸緩衝液ｐＨ７．４で３回洗浄し、ぺルオキシターゼ用発色キット（ＳＵＭＩＬＯＮ  ＭＬ−１１２０Ｔ  住友ベークライト社製）を使用して発色させた後プレートリーダーを使用して４５０／６３０ｎｍの吸光度を測定した。
【００６２】
別途作成した検量線から容器本体に残留したペルオキシターゼ標識坑ウシ血清アルブミン抗体＝ウシ血清アルブミンの重量を求め、吸着率を算出した。
（ペルオキシターゼ標識アビジン吸着性）
ペルオキシターゼ標識アビジン（４３−４４２３  ＺＹＭＥＤ社製）を０．５μｇ／ｍＬに希釈した溶液をそれぞれ実施例１〜４、及び比較例１〜２に１．０ｍＬづつ分注し、室温で１時間静置した後、０．０５％ｔｗｅｅｎ２０入りリン酸緩衝液ｐＨ７．４で３回洗浄し、ぺルオキシターゼ用発色キット（ＳＵＭＩＬＯＮ  ＭＬ−１１２０Ｔ  住友ベークライト社製）を使用して発色させた後プレートリーダーを使用して４５０／６３０ｎｍの吸光度を測定した。
【００６３】
別途作成した検量線から容器本体に残留したペルオキシターゼ標識アビジンの重量を求め、吸着率を算出した。
【００６４】
結果は表１に示す通りで、実施例１および実施例２で特に低い吸着率を示した。
【００６５】
【表１】
2005270706.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は生化学器具の表面に対する生体由来物質の吸着量を低減させる為の表面改質方法であり、特に生体由来物質の分析を行なう際のピペット、ディスペンサーチップ、保存容器、希釈容器、反応容器等のような生化学用器具類に適用した場合、試料の吸着による損失が無く、高精度かつ高感度な分析を行なう事が出来る。