酸性水溶性標的物質吸着ポリマー及びその製造方法
【課題】酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマー及び酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマー、それらの製造方法、並びに酸性水溶性標的物質の吸着剤を提供する。
【解決手段】少なくとも1種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
【解決手段】少なくとも1種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマー及び酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマー、それらの製造方法、並びに酸性水溶性標的物質の吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
標的物質の構造及び特性に基づく、標的物質の選択的分離技術は、各種の産業、並びに化学及び生物学の研究等に不可欠の技術である。選択的分離技術において、分子インプリンティング（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）法は、最も重要な方法の１つである（例えば、非特許文献１参照）。分子インプリンティング法で得られる分子インプリンテッドポリマー（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ、以後ＭＩＰとも言う。）は、官能基を有する重合可能な分子を鋳型分子の存在下で重合させ、次いで、該鋳型分子を取り除くことにより、鋳型分子に相補的な特異的結合部位を有する特徴をもつ。
【０００３】
ＭＩＰは、現在までに生物抗体の代替として、例えば、医療物質のクロマトグラフィー分離、環境由来または生物由来試料の前処理用固相抽出、イムノアッセイでの人工抗体、および構造特異性検出用のバイオセンサ用デバイスへの適用などが検討されている。
【０００４】
一般的に、ＭＩＰの調製は、有機溶剤中で水素結合による相互作用を利用して行われる。したがって、水溶性化合物に対するＭＩＰを有機溶剤中で調製することは、困難である。また、有機溶剤中で調製したＭＩＰを水溶液中で使用すると、ポリマーが収縮することでＭＩＰの鋳型分子に対する特異的認識能が低下するという問題がある。さらに、水分子は物質間の水素結合を解離する特徴があるために、水中でのＭＩＰの調製、及び、使用は非常に困難である。更に、水溶液中では、疎水性相互作用による、ポリマーマトリックス表面への非選択的な吸着が生じやすい傾向にある。
【０００５】
近年、水溶液中で調製された新規なＭＩＰとして、アクリロイルシクロデキストリンとビスアクリルアミドを用いて調製されたもの（非特許文献２参照）や、ポリエチレングリコールジアクリレートを用いて官能基間距離固定化法により調製されたもの（特許文献１参照）が報告されている。これらのＭＩＰは、ある程度の鋳型分子に対する選択的な吸着を示している。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の製造方法では、過剰の機能性モノマーを用いてＭＩＰを製造するため、ＭＩＰの鋳型分子に対する認識部位が均質でないと考えられる。また、特許文献１の製造方法では、有機溶剤中でイオン相互作用を形成してＭＩＰを製造するため、有機溶剤中の官能基間距離は水溶液中での官能基間距離とは異なると考えられる。したがって、これらの方法ではインプリント効果が十分でないと考えられる。また、これらの方法では、芳香族等の疎水性骨格を有しない水溶性化合物に対しては利用することができないという問題がある。
【０００７】
ところで、近年、慢性人工透析患者数は２０万人を超え、年々増加傾向にある。このように多数の慢性腎不全症患者があるにも関わらず、根本的治療法はなく、延命を目的とした対症療法の血液透析療法しかないのが現状である。慢性腎不全の血液透析療法としては、セルロース系天然高分子物質、並びにポリスルホン及びポリメタクリ酸メチルなどの合成高分子物質を素材とした中空糸膜型人工腎臓を使用して、患者の血液中に産出、蓄積された尿毒症関連物質などの有害物質を除去するのが一般的である。
【０００８】
中空糸膜壁には直径：１０〜１００ｎｍ程度の微細孔が貫通するように作製されており、この孔から有害物質は浸透圧差によって血液側から透析液側に移行する。現在、中空糸膜の性能は非常に向上しており、尿素及びクレアチニンなどの低分子量物質(５００ダルトン以下)ばかりでなく、中分子量物質(５００〜５０００ダルトン)、あるいは分子量が１万ダルトン以上の低分子量蛋白質を慢性腎不全患者から透析によって除去できるようになっている。
【０００９】
しかしながら、分子量の大きな病因物質を除去できる中空糸膜は、膜の構造と透過性の工学的根拠から、生体にとって必須であるホルモン、ビタミン、アミノ酸及び水を体外に除去し過ぎる傾向がある。そのため、人工透析を長く使用していると、これらが原因で骨・関節障害、貧血、血圧低下などの様々な合併症を引き起こすこととなる。
【００１０】
上述のように、現在の中空糸膜による慢性腎不全の治療法では、溶質の選択的除去能に不十分な点が多く、生体に必須の低分子量物質も透析によって体外に失われるという問題がある。しかし、これまでのところ、透析治療ではこの問題の対処策は見出されていない。また、一般的な血液透析療法では病院での患者の束縛時間が非常に長く、社会的活動の負担が大きいという問題もある。
【００１１】
【非特許文献１】Ｂ．Ｓｅｌｌｅｒｇｒｅｎ，：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｓ： ｍａｎ ｍａｄｅ ｍｉｍｉｃ ｏｆ ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００１）
【非特許文献２】Ｈ．Ａｓａｎｕｍａ，Ｔ．Ａｋｉｙａｍａ，Ｋ．Ｋａｊｉｙａｍａ，Ｔ．Ｈｉｓｈｉｙａ ａｎｄ Ｎ．Ｋｏｍｉｙａｍａ，Ａｎａｌ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，２００１，４３５，２５
【特許文献１】特開２００６−１３７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記を鑑み、尿酸およびクレアチンのような窒素代謝老廃物質、ヌクレオシド並びにアミノ酸等の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマー及び酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマー、それらの製造方法、並びに酸性水溶性標的物質の吸着剤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】
【００１３】
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造のポリマーは酸性水溶性標的物質を選択的に吸着することができることを見出した。
【００１４】
また、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応と、分子インプリンティング法とを組合わせて調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質に対する親和性が高く、特異的に酸性水溶性標的物質を認識して吸着することができることを見出し、本発明の完成に至った。すなわち、本発明は下記の通りである。
【００１５】
１．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
２．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーであって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマー。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
３．前記鋳型分子が、酸性水溶性標的物質、または該酸性水溶性標的物質の擬似分子である前項２に記載のポリマー。
４．前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な１種以上の官能基で修飾されたを有するポリマーである前項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー。
５．前記酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基が、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリダジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体およびシクロデキストリン誘導体のいずれか１であることを特徴とする前項４に記載のポリマー。
６．前記酸性水溶性標的物質が窒素代謝老廃物質、ヌクレオチドおよびアミノ酸のいずれか１であることを特徴とする前項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
７．前記窒素代謝老廃物質が尿酸であることを特徴とする前項６に記載のポリマー。
８．前記不飽和カルボニル架橋剤が２つ以上の不飽和カルボニル基を有することを特徴とする前項１〜７のいずれか１項に記載のポリマー。
９．前記アミノ基および／またはイミノ基と前記不飽和カルボニル基とのモル比が０．１５〜１．３５であることを特徴とする前項８に記載のポリマー。
１０．前記特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることを特徴とする前項２〜９のいずれか１項に記載のポリマー。
１１．水溶液中で酸性水溶性標的物質を選択的に吸着する前項１〜１０のいずれか１項に記載のポリマー。
１２．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーの製造方法であって、該酸性水溶性標的物質との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得ることを特徴とするポリマーの製造方法。
１３．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーの製造方法であって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマーの製造方法。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
１４．前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる１種以上の官能基を有するポリマーである前項１２または１３に記載のポリマーの製造方法。
１５．前項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤。
１６．前項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを用いて酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去する方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のポリマーは、酸性水溶性標的物質に対する優れた吸着性を有しており、生体類似環境においても、酸性水溶性標的物質のみをより選択的に吸着する性能を発現するため、生体必須成分を除去することなく、迅速に酸性水溶性標的物質のみを排除することが可能である。したがって、本発明のポリマーを主成分とする酸性水溶性標的物質の吸着剤は、従来の血液透析に比べて、合併症を引き起こすような血中栄養分の低下の抑制、及び社会的活動の負担の低減が可能であることから、透析療法の代替として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーを提供する。ここで、本発明において「酸性水溶性標的物質」とは、酸性官能基を含む水溶性化合物である。該酸性官能基としては、例えば、リン酸基、スルホン基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、イミノ基、アミド基、エステル基およびウレタン基等が挙げられる。
【００１８】
前記酸性水溶性標的物質としては、例えば、尿酸、クレアチニンおよびビリルビン等の窒素代謝老廃物質（窒素を含む化合物の代謝によって生じた老廃物）、馬尿酸等の代謝物質、ウリジン、シチジン、アデノシンおよびグアノシン等のヌクレオシド、ヌクレオシドに５´−一リン酸化されたヌクレオチド、ヌクレオチドの共重合体であるポリヌクレオチドやオリゴヌクレオチド、ヌクレオシドに５´−二リン酸化されたヌクレオシド二リン酸、ヌクレオシドに５´−三リン酸化されたヌクレオシド三リン酸、アスパラギン酸、チロシン、セリンおよびアラニン等のアミノ酸、アミノ酸残基からなるポリペプチド、オリゴペプチド、コール酸等の胆汁酸、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸等の農薬、並びにビスフェノールＡ等の内分泌撹乱物質等が挙げられる。
【００１９】
また、酸性水溶性標的物質の擬似分子とは、その主たる骨格が同一または類似し、他の分子と相互作用する官能基を含む骨格が同一または類似する分子を言う。例えば、ＵＭＰ（ウリジン５’−一リン酸）とＡＭＰ（アデノシン５’−一リン酸）とは主たる五単糖の骨格が同一であり、相互作用に寄与するリン酸基を同一とするものであり、両者は擬似分子である。
【００２０】
本発明のポリマーを慢性腎不全の透析療法の代替として用いる場合、酸性水溶性標的物質は、窒素代謝老廃物質、好ましくは尿酸であることが好ましい。
【００２１】
本発明において、「選択的に吸着する」とは標的物質を優先的に吸着することを言う。本発明のポリマーによる酸性水溶性標的物質に対する選択的な吸着は、分光光度計による吸光度の測定、高速液体クロマトグラフィーによる溶離速度等により測定することができる。
【００２２】
本発明の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応（第１段階目の反応）した後に、ラジカル重合（第２段階目の反応）する２段階の反応により架橋した構造である。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とを当該２段階の反応により架橋させることにより、強固且つ高性能な特異的認識部位を有する架橋共重合体を得ることができる。
【００２３】
〔第１段階目の反応：マイケル付加反応〕
第１段階目の反応であるマイケル付加反法では、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー及び不飽和カルボニル架橋剤等の反応成分と鋳型分子を重合溶剤に溶解させた後、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤を付加反応させて、架橋共重合体を得る。
【００２４】
マイケル付加反応は、通常は、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーを重合溶剤に溶解させたポリマー溶液と、ポリマー溶液を、不飽和カルボニル架橋剤を重合溶剤に溶解させた架橋剤溶液と合わせて、攪拌後、暗所で静置して反応させる。攪拌方法且つ時間は、特に限定されず、完全に混合させることが目的である。マイケル付加反応の反応温度は４〜９０℃が好ましく、４〜３５℃がより好ましい。また、反応時間は、１時間以上が好ましく、１２時間以上（通常４８時間以下）がより好ましい。
【００２５】
（アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー）
本発明のポリマーはアミノ基および／またはイミノ基を有することにより、酸性水溶性標的物質と相互作用できる。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとしては、例えば、第１級および／または第２級アミノ基を有するアリルアミンをモノマーとして用いるアリルアミン系重合体（例えば、ポリアリルアミン、およびアミノ基が一部アセチル化またはアルキル化されたポリアリルアミン等）、アルキレンイミン系重合体、ビニルアミン系重合体、リジン系重合体、キトサン、並びに第１級および／または第２級アミノ基もしくはイミノ基を複数有するポリマー等が挙げられる。
【００２６】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーのなかでも、マイケル付加反応を効率良く行ない、酸性水溶性標的物質と静電的相互作用を効率良く発現する重量平均分子量２０，０００以下、好ましくは１８，０００以下（通常１０００以上）のポリアリルアミンが好適に用いられる。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーは、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
本発明では、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーは重合溶剤に溶解させてポリマー溶液として用い、該ポリマー溶液を、不飽和カルボニル架橋剤を重合溶剤に溶解させた架橋剤溶液と合わせて、マイケル付加反応溶液とすることが好ましい。該ポリマー溶液中のポリマー濃度は５〜４０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。ポリマーの濃度が４０質量％より大きいと溶液粘度が高くなり取扱いが困難になる。
【００２８】
また、マイケル付加反応溶液中のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーの濃度は２〜１５質量％とすることが好ましく、３〜６質量％とすることがより好ましい。
【００２９】
（不飽和カルボニル架橋剤）
本発明のポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基と不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応で架橋することで、酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を形成するだけでなく、特異的認識部位に要しないアミノ基および／またはイミノ基をキャップすることができる。これにより、過剰の官能基による非選択的吸着を抑えることが可能となる。
【００３０】
前記不飽和カルボニル架橋剤は２つ以上の不飽和カルボニル基を有する化合物であることが好ましい。かかる不飽和カルボニル架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびトリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。不飽和カルボニル架橋剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
前記アミノ基および／またはイミノ基と不飽和カルボニル架橋剤との配合比は、特に限定されないが、（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比を０．１５〜１．３５とすることが好ましく、より好ましくは０．２５〜０．６６である。
【００３２】
前記（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比が１．３５より大きいと、アミノ基および／またはイミノ基が十分に不飽和カルボニル基と反応ができず、残存アミノ基および／またはイミノ基によって生体必須成分の吸着が増加する傾向にある。なお、当該モル比が０．１５より小さいと、ポリマー内で特異的認識部位を形成できるアミノ基および／またはイミノ基の数が少なくなり、酸性水溶性標的物質の選択的吸着が発揮することができなくなる傾向にある。
【００３３】
また、マイケル付加反応においては、得られる本発明のポリマーの吸着選択性を向上させるために、必要に応じて、不飽和カルボニル架橋剤以外の不飽和カルボニル化合物を同時又は後に反応させてもよい。かかる不飽和カルボニル化合物としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミドおよびアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３４】
（重合溶剤）
重合溶剤としては、例えば、水、メタノールおよびエタノール等のアルコール類、並びにジメチルホルムアミド等の有機溶剤等が挙げられ、中でも水が好ましい。溶剤として水溶液を用いることで、高親水性のポリマーが得られ、疎水性相互作用による非選択的吸着を抑えることができる。重合溶剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
マイケル付加反応溶液における重合溶剤の濃度は特に限定されないが、前記（ポリマー溶液と上記架橋剤溶液で用いた重合溶剤の総量）／（不飽和カルボニル架橋剤とアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーの総量）が１〜９で用いられることが好ましい。重合溶剤の総量比が大きいと生体必須成分の吸着が増加する傾向にある。
【００３６】
重合溶剤は、重合開始剤を含有する。重合開始剤としては、ビニル基を活性化させてラジカルを生じるラジカル重合開始剤であれば特に限定されないが、例えば、２，２’−アゾビス（２−アミノジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（Ｎ、Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−（Ｎ−アリルアミジノ）プロパン］二硫酸塩、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド］および４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）などのアゾ化合物、過硫酸ナトリウムおよび過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、並びにｔ−ブチルパーオキサイドおよびジスクシン酸パーオキサイドなどの有機過酸化物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、これらの重合開始剤には、例えば、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン等の重合促進剤を併用しても良い。
【００３７】
重合開始剤と不飽和カルボニル架橋剤との配合比は、特に限定されないが、十分な重合率でポリマーを得るためには、重合開始剤／不飽和カルボニル架橋剤のモル比が０．００２５〜０．０２であることが好ましく、より強固且つ高性能な架橋共重合体を得るためには０．００４〜０．０１であることが好ましい。
【００３８】
〔第２段階目の反応：ラジカル重合反応〕
第２段階目の反応であるラジカル重合法では、マイケル付加反応終了後、マイケル付加反応溶液をラジカル重合させることにより、架橋共重合体を得るものである。このことにより、本発明のポリマーは酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着を水溶液中で実現することができる。
【００３９】
前記ラジカル重合反応は、周知の方法を用いることができ、例えば、４０〜１２０℃に加熱する、または紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射して実施することができる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。
【００４０】
紫外線照射によりラジカル重合する場合は、紫外線照射後に暗所に静置して反応させる。この場合、反応温度を４〜９０℃とすることが好ましく、４〜１５℃とすることがより好ましい。また、反応時間は１２時間以上が好ましく、１８時間以上（通常３６時間以下）がより好ましい。
【００４１】
上記のようにして得られた架橋共重合体は、ボールミル、ハンマーミル、ジェットミル、すり鉢等の方法で粉砕した後、特定の大きさのものを回収して用いても良い。また、架橋共重合体の形状は、特に特定されるものではなく、上記粉砕物を回収しても良いし、又は、公知の粒子製造方法、例えば、懸濁重合法や分散重合法等を適用することにより、予め特定の粒子形状に重合しておいても良い。
【００４２】
本発明は、また、酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーを提供する。ここで、「特異的認識部位」とは、ポリマーの認識対象となる酸性水溶性標的物質の鋳型に相当する部位であり、対象物質となる酸性水溶性標的物質に対して相補的な孔状部を意味する。
【００４３】
前記特異的認識部位は、後述するように分子インプリンティング法により形成する。このことにより、該特異的認識部位は、生体類似環境下でも酸性水溶性標的物質に対する親和性が高く、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは特異的な酸性水溶性標的物質認識能を発現できる。
【００４４】
また、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、水性媒体との馴染が非常に良好であり、特定の酸性水溶性標的物質との吸着を迅速に達成することができる。
【００４５】
本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、該特異的認識部位が以下の（１）マイケル付加反応およびラジカル重合の２段階の反応により架橋共重合体を得る工程、および（２）鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成される。
【００４６】
ここで、「分子インプリンティング法」とは、上述したように、官能基を有する重合可能な分子を鋳型分子の存在下で重合させ、次いで、該鋳型分子を取り除くことにより、鋳型分子に相補的な特異的結合部位を有するポリマーを調製する方法である。
【００４７】
本発明において、分子インプリンティング法は水溶液中で行う。水溶液として重合溶剤は、例えば、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと鋳型分子である酸性水溶性標的物質との相互作用を損なわず、各重合成分を溶解することができ、かつ、多孔性にするための溶剤（ポロジェン）となり得るものが好ましい。
【００４８】
前記重合溶剤としては、上述したように、例えば、水、メタノールおよびエタノール等のアルコール類、並びにジメチルホルムアミド等の有機溶剤等が挙げられ、中でも、血液や体液といった使用時環境の観点から、水が好ましい。重合溶剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
以下、前記工程（１）および（２）について説明する。
（１）マイケル付加反応およびラジカル重合の２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
この工程は、少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する、２段階の反応により架橋共重合体を得る工程である。
【００５０】
前記「鋳型分子」とは、酸性水溶性標的物質を言う。また、前記「相互作用」としては、例えば、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス力、配位結合、静電相互作用、双極子相互作用、π−πスタッキング等による分子間相互作用が挙げられる。
【００５１】
前記ポリマー中のアミノ基および／またはイミノ基は、鋳型分子と相互作用することで、特異的結合部位の相互作用点として機能できる。また、当該アミノ基および／またはイミノ基がマイケル付加反応可能な不飽和カルボニル架橋剤と反応することで、特異的認識部位に要しないアミノ基および／またはイミノ基を架橋点として機能できる。このため、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、非選択的吸着を抑えるだけでなく、酸性水溶性標的物質に対して高い選択的吸着能を発揮できることとなる。
【００５２】
前記ポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と相互作用できる１種以上の官能基を有することもできる。これにより、上記標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、アミノ基および／またはイミノ基のみを用いた場合よりも、上記標的物質に対して強い選択的吸着能を発揮できる。
【００５３】
前記酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる官能基としては、標的物質と相互作用可能であれば特に限定されないが、例えば、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、シクロデキストリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアゾール誘導体、ピロール誘導体、インドール誘導体、プリン誘導体およびアミド誘導体等が挙げられる。
【００５４】
前記官能基は対応する化合物の骨格を有する置換基であればよく、これらの中でも特にジアミノトリアジン誘導体［下式（１）］、ジアミノピリジン誘導体［下式（２）］、グアニジン誘導体［下式（３）］、イミダゾール誘導体［下式（４）］、ポルフィリン誘導体［下式（５）］およびシクロデキストリン誘導体［下式（６）］が好ましく、イミド基と多点で相互作用可能なジアミノトリアジン誘導体（例えば、２，４−ジアミノ−ｓ−トリアジン誘導体）がより好ましい。
【００５５】
【化１】
【００５６】
工程（１）において、酸性水溶性標的物質／（アミノ基および／またはイミノ基）のモル比は０．０５以上とすることが好ましく、より好ましくは０．０７５〜０．１２５とする。当該モル比が０．０５より小さいとポリマー内の特異的認識部位の存在数が少なくなり、酸性水溶性標的物質の選択的吸着が発揮することができなくなる傾向にある。
【００５７】
（２）鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
工程（２）は、工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程である。
【００５８】
鋳型分子である酸性水溶性標的物質を架橋重合体から遊離除去する方法としては、例えば、親水性溶剤で洗浄する方法が挙げらる。親水性溶剤としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、ピリジン、ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、アセトンおよび水等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
酸性水溶性標的物質を架橋重合体から遊離除去する方法の具体例として、例えば、以下の工程（ａ）および（ｂ）を含む方法が挙げられる。
（ａ）水酸化ナトリウム水溶液を用いた場合、０．５ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液に架橋重合体を混合して攪拌し、上澄みに酸性水溶性標的物質が検出されなくなるまで繰り返し液を入れ替えて洗浄する。
（ｂ）超純水で溶液を置換し、上澄み液のｐＨが７以下になるまで繰り返し液を入れ替えて脱塩した後、凍結乾燥して、酸性水溶性標的物質特異的認識ポリマーを得る。
【００６０】
また、本発明の方法により重合体を得る工程を更に詳しく説明する具体例として、以下の工程（Ａ）〜（Ｄ）を含む方法を挙げるが、重合体を得る工程はこの具体例に限られるわけではない。
【００６１】
（Ａ）重合溶剤としての水に、酸性水溶性標的物質（例えば、尿酸）を通常７５ｍｍｏｌ／ｌ以上、好ましくは１００ｍｍｏｌ／ｌ以上と、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとしてのポリアリルアミンを通常５〜４０質量％、好ましくは５〜２０質量％の濃度で溶解させてポリマー溶液を調製する。
（Ｂ）重合溶剤としての水に、不飽和カルボニル架橋剤（例えば、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン）及び重合開始剤［例えば、２，２’−アゾビス（２−アミノジノプロパン）二塩酸塩］を溶解させて架橋剤溶液を調製する。
（Ｃ）（Ａ）で調製したポリマー溶液に、（Ｂ）で調製した架橋剤溶液を添加し、３０秒間攪拌を行った後、室温で１６時間暗所に静置することで、マイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行う。
（Ｄ）４℃にて２４時間紫外線を照射して、ラジカル重合反応による２段階目の架橋反応を行う。反応後、塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕する。
【００６２】
本発明のポリマーは、特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることがより好ましい。酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることにより、本発明のポリマーは、２種以上の酸性水溶性標的物質とも結合できるように設計することが可能となり、より効率良く酸性水溶性標的物質を吸着することができる。
【００６３】
本発明は、本発明のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤を提供する。本発明の吸着剤は、本発明の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーまたは酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーを主成分とするものであり、物理的又は化学的に適合し得る１種類以上の吸着剤と混合しても良い。かかる吸着剤としては、例えば、活性炭、活性炭素繊維、カーボンブラック、シリカゲル、活性アルミナおよびゼオライト等が挙げられる。
【００６４】
本発明の吸着剤を、酸性水溶性標的物質吸着の用途に用いる場合、特に限定されないが、例えば、吸着剤を吸着器の充填剤として用いて、その充填剤に酸性水溶性標的物質を含む溶液を加えて酸性水溶性標的物質のみを選択的に分離または除去することができる。
【００６５】
また、酸性水溶性標的物質を含む溶液に吸着剤を加えて、ろ過又はデカントして、酸性水溶性標的物質が吸着している吸着剤を除去して、該溶液から酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去することもできる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例を揚げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６７】
［実施例１−１］
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管中で、１０質量％に調製した分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（ＰＡＬＡ１５）１．２ｍｌ（アミノ基２．１４ｍｍｏｌ）に尿酸（シグマ・アルドリッチ社）３６．０ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）を添加して尿酸を溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【００６８】
〔マイケル付加反応〕
Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン（シグマ・アルドリッチ社）４１６．４ｍｇ（２．１４ｍｍｏｌ）と２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩２．９ｍｇ（０．０１７ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）を水２．７ｍｌに溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。該架橋剤溶液を前記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することで、マイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行った。
【００６９】
〔ラジカル重合反応〕
その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して、ラジカル重合反応による２段階目の架橋反応を行い、前記１段階目の架橋反応後よりも強固な塊状架橋共重合体を得た。
【００７０】
前記塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた尿酸を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）により上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、酸性水溶性標的物質（尿酸）選択的吸着ポリマーの粒子を得た。
【００７１】
［実施例１−２］
尿酸を配合しなかったこと以外は、実施例１−１と同様にしてポリマー粒子を調製した。
【００７２】
［比較例１−１］
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管に、１０質量％に調製した分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（日東紡製）（ＰＡＬＡ１５）１．２ｍｌと尿酸（シグマ・アルドリッチ社）３６．０ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）を添加して尿酸を溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【００７３】
〔マイケル付加反応〕
水２．７ｍｌにＮ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン４１６．４ｍｇ（２．１４ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）と２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩２．９ｍｇ（０．０１０７ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。この架橋剤溶液を上記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することで架橋反応を行った。
【００７４】
前記マイケル付加反応による１段階目の架橋反応のみを実施した架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた尿酸を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）により上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、ポリマー粒子を調製した。
【００７５】
［比較例１−２］
尿酸を配合しなかったこと以外は、比較例１−１と同様にしてポリマー粒子を調製した。
【００７６】
［参考例１−１］
市販活性炭（アルドリッチ社製；粒径２−１２μｍ）
【００７７】
［尿酸吸着性能評価］
０．２ｍｍｏｌ／ｌの尿酸（シグマ・アルドリッチ社）を含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子 １０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた各被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００７８】
表１から明らかなように、実施例１−１のポリマーは、分子インプリンティング法および２段階反応（マイケル付加反応およびラジカル重合反応）によってポリマー内に尿酸に対する特異的認識部位を形成させることで、同じ樹脂組成で分子インプリンティング法を行わず２段階反応によりポリマーを調製した実施例１−２のポリマーに比べて尿酸の高い吸着性能を示した。
【００７９】
また、分子インプリンティング法およびマイケル付加反応でポリマーを調製した比較例１−１も、同じ組成で分子インプリンティング法を行わずにマイケル付加反応のみでポリマーを調製した比較例１−２に比べて、尿酸に対する高い吸着性能を示した。これらのこことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示すポリマーが得られることが分かった。
【００８０】
一方、２段階反応のうち１段階目のマイケル付加反応のみでアミノ基を有するポリマーを不飽和カルボニル架橋剤とを架橋した比較例１−１および１−２のポリマーは、マイケル付加反応とラジカル重合との２段階反応で架橋した実施例１−１および１−２のポリマーよりも低い尿酸吸着量であった。このことから、当該２段階反応により架橋させることにより、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示すポリマーが得られることが分かった。
【００８１】
［特異的認識性能評価１］
生体にとって必須成分であるビタミンＢ３（ニコチン酸アミド）（シグマ・アルドリッチ社）０．２ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子 １０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ビタミンＢ３の特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ビタミンＢ３を定量し、その結果からビタミンＢ３吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００８２】
表１から明らかなように、実施例１−１および１−２、並びに比較例１−１および１−２のポリマーは、参考例１−１に比べて、ビタミンＢ３に対する低い吸着性を示した。ここで、尿酸吸着性能評価では、表１に示すように、参考例１−１は、実施例１−１および１−２のポリマーと比較して、酸性水溶性標的物質（尿酸）に対する高い吸着性能を示したが、生体必須成分のビタミンＤ３に対しても高い吸着性能を示した。これらのことから、実施例１−１および１−２のポリマーは、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示し、ビタミンＢ３に対しては低い吸着性を示すことが確認された。
【００８３】
［特異的認識性能評価２］
生体にとって必須成分であり、尿酸の類似構造を有するビタミンＢ２（リボフラビン）（シグマ・アルドリッチ社） ０．０８ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子１０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ビタミンＢ２の特徴的な２６４ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ビタミンＢ２を定量し、その結果からビタミンＢ２吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００８４】
表１から明らかなように、実施例１−１および１−２のポリマーは、特異的認識部位が形成されていないビタミンＢ２に対して、参考例１−１に比べて低い吸着性を示した。参考例１−１は、実施例１−１および１−２のポリマーと比較して、酸性水溶性標的物質に対する高い吸着性能を示したが、生体必須成分のビタミンＤ２に対しても高い吸着性能を示した。
【００８５】
また、マイケル付加反応とラジカル重合との２段階反応により架橋した実施例１−１のポリマーは、１段階目のマイケル付加反応でのみ架橋した比較例１−１および１−２のポリマーに比べて低い吸着性を示し、２段階架橋によって高い選択的吸着性能を付与できることが分かった。
【００８６】
これらのことから、実施例１−１および１−２のポリマーは、比較例１−１および１−２のポリマー並びに参考例１−１と比較して、酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能を有することが分かった。すなわち、２段階反応により架橋させて調製したポリマーは酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能を有することが分かった。
【００８７】
また、分子インプリンティング法と２段階反応により架橋させた実施例１−１のポリマーは、２段階反応のみで架橋させた実施例１−２のポリマーと比較して、高い尿酸吸着量を示した。このことから、分子インプリンティング法と２段階反応を組合わせることにより、酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能がより向上することが分かった。
【００８８】
【表１】
【００８９】
［吸着速度評価］
０．２ｍｍｏｌ／ｌの尿酸を含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌに、実施例１−１の粒子１０ｍｇを添加した。室温で０．５、０．７、３、１１、１６時間インキュベートした後、遠心分離（１０，０００ｒｐｍ、１分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着速度を考察した。その結果を図１に示す。
【００９０】
図１から明らかなように、実施例１−１のポリマーにより、酸性水溶性標的物質の吸着が１時間以内に飽和した。このことから、一般的な血液透析治療では１回３時間以上必要であることを考えると、本発明のポリマーは、迅速な吸着性能を発揮できることが期待される。
【００９１】
［実施例２−１〜２−９］
（アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー）
アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとして、分子量３０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（以後、ＰＡＬＡ０３と省略する）、分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（以後、ＰＡＬＡ１５と省略する）および２，４−ジアミノ−ｓ−トリアジン基（以後、ＤＡＴ基と省略する）を有するポリアリルアミン（以後、ＤＡＴ−ＰＡＬＡと省略する）を使用した。ＤＡＴ−ＰＡＬＡは以下のように合成した。
【００９２】
・ＤＡＴ−ＰＡＬＡの合成
フラスコに、４０質量％に調製したＰＡＬＡ０３ ５ｍｌ（アミノ基総量 ３５ｍｍｏｌ）、０．５ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリム水溶液 ２０ｍｌ、２，４−ジアミノ−６−クロロ−ｓ−トリアジン（以後、Ｃｌ−ＤＡＴと省略する） １．０１８ｍｇ（７ｍｍｏｌ）を加えて攪拌混合した。得られた混合液を１１０℃に昇温させ、このまま４８時間攪拌および還流させることで、Ｃｌ−ＤＡＴのアンモノリシス反応により、下式（７）に示すＤＡＴ−ＰＡＬＡを合成した。図２に得られたＤＡＴ−ＰＡＬＡの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００９３】
【化２】
【００９４】
上記溶液を室温まで冷却し、不溶物を濾過除去した。得られた濾液を、６０ｍｌの強酸性陽イオン交換樹脂（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ、ＩＲ１２０、Ｈ型）および６０ｍｌの強塩基性陰イオン交換樹脂（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ、ＩＲＡ４００、ＯＨ型）に通過させることで脱塩した。その濾液を凍結乾燥し、ＤＡＴ−ＰＡＬＡを得た。
【００９５】
得られたＤＡＴ−ＰＡＬＡの構造を、ＩＲおよび１Ｈ−ＮＭＲにより確認した。ＤＡＴ−ＰＡＬＡの合成に用いた上記ポリアリルアミンのアミノ基総量の２０ｍｏｌ％にＤＡＴ基を導入され、ＤＡＴ−ＰＡＬＡの１ｇ当りのアミノ基総量は１５．２ｍｍｏｌであった。
【００９６】
（不飽和カルボニル架橋剤）
不飽和カルボニル架橋剤として、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン（以後、ＢＡＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド（以後、ＥＢＡＡと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【００９７】
（重合開始剤）
重合開始剤として、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【００９８】
（重合溶剤）
重合溶剤として、超純水を使用した。
【００９９】
（鋳型分子）
鋳型分子として、各酸性水溶性標的物質である、ウリジン５‘−一リン酸（以後、ＵＭＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、アデノシン５’−一リン酸（以後、ＡＭＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｌ−アスパラギン酸（以後、ＺＡｓｐと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、尿酸（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【０１００】
下記手順により、表２に示す組成の各ポリマーを作製した。
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管中で、１０質量％ 水溶液（ＤＡＴ−ＰＡＬＡは１３．３質量％）に調製した、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー溶液に鋳型分子を添加して溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【０１０１】
〔マイケル付加反応〕
重合溶剤に不飽和カルボニル架橋剤と重合開始剤を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。この架橋剤溶液を上記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することでマイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行った。
【０１０２】
〔ラジカル重合反応〕
その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して２段階目の架橋反応させることにより、前記マイケル付加反応による１段階目の架橋反応後よりも強固な塊状架橋共重合体を得た。
【０１０３】
前記塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた鋳型分子を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、超純水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１０分）して上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、各酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有する、ポリマー粒子を得た。
【０１０４】
［実施例２―１０〜２−１５］
表２に示すように、鋳型分子を配合しない限りは、実施例２−１〜２−９と同様の方法によって、表２に示す組成のポリマー粒子を得た。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
［比較例２−１〜２−４］
比較例２−１および２−２では、一般的に実施されている、機能性モノマーを使用した分子インプリンティング法によって表３に示す組成のポリマーを作製した。また、比較例２−３および２−４では、鋳型分子を配合しない限りは、比較例２−１および２−２と同様の方法により、表３に示す組成の従来の架橋共重合体粒子を得た。
【０１０７】
比較例２−１および２−２のポリマー粒子並びに比較例２−３および２−４の架橋共重合体粒子の原料には、以下を用いた。
鋳型分子：酸性水溶性標的物質である尿酸（シグマ・アルドリッチ社）
機能性モノマー：アリルアミン（ＡＬＡ）（シグマ・アルドリッチ社）、ビニルイミダゾール（ＶＩＤ）（シグマ・アルドリッチ社）
架橋剤：ＥＢＡＡ（シグマ・アルドリッチ社）
重合開始剤：２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（シグマ・アルドリッチ社）
重合溶剤：超純水
【０１０８】
表３に示す組成で、重合溶剤に機能性モノマー、架橋剤、重合開始剤と鋳型分子を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして原料混合液を調製した。その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して架橋反応させることにより、強固な塊状重合体を得た。
【０１０９】
前記塊状重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた鋳型分子を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、超純水でｐＨ＝７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）して上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、参考例２−１および２−２のポリマー粒子並びに参考例２−３および２−４の架橋共重合体粒子を得た。
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
［ＵＭＰ吸着性能評価］
４本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−１、２−２、２−４および２−１０の各粒子 １０ｍｇを入れ、ＵＭＰ ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ＵＭＰの特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ＵＭＰを定量し、その結果からＵＭＰ吸着量を算出した。
【０１１２】
また、分子インプリンティング法により付与されたＵＭＰ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表４に示す。
ＵＭＰ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例実施例２−１、２−２または２−４のＵＭＰ吸着量
Ｂ：実施例２−１、２−２および２−４と同じ樹脂組成である、実施例２−１０のＵＭＰ吸着量
【０１１３】
【表４】
【０１１４】
表４から明らかなように、ＵＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−１のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−２、２−４および２−１０のポリマーに比べてＵＭＰに対する高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１１５】
また、ＡＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−２のポリマー、および、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−３のポリマーは、分子インプリンティング法を用いていない実施例２−１０と同程度のＵＭＰに対する吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法により特異的認識部位を設計することにより、ポリマーがが酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能示すことが分かった。
【０１１６】
［ＡＭＰ吸着性能評価］
２本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−２および２−１０の各粒子 １０ｍｇを入れ、これにＡＭＰ ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌ 食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ＡＭＰの特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ＡＭＰを定量し、その結果からＡＭＰ吸着量を算出した。
【０１１７】
また、分子インプリンティング法により付与されたＡＭＰ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表５に示す。
ＡＭＰ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−２のＡＭＰ吸着量
Ｂ：実施例２−２と同じ樹脂組成である実施例２−１０のＡＭＰ吸着量
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
表５から明らかなように、ＡＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−２のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１０のポリマーに比べてＡＭＰに対する高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１２０】
［ＺＡｓｐ吸着性能評価］
２本の２ｍｌマイクロチューブに実施例３および比較例１の各粒子 １０ｍｇを入れ、これにＺＡｓｐ ０．２ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液中の残存ＺＡｓｐ量について、以下の条件により液体クロマトグラフィーを用いて測定し、その結果からＺＡｓｐ吸着量を算出した。
【０１２１】
液体クロマトグラフィーは以下の条件で行った。
ＨＰＬＣ装置：Ｈｉｔａｃｈｉ製のＬａｃｈｒｏｍシステム
カラム：Ｃｈｒｏｍｏｌｉｔｈ ＲＰ−１８ｅ
流量：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
検出器：ＬＣ７４５５ ＵＶ・２５４ｎｍ
注入量：１００μｌ
溶離液：０．１％ＴＦＡ水溶液／０．１％アセトニトリル＝７５／２５
【０１２２】
また、分子インプリンティング法により付与されたＺＡｓｐ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表６に示す。
ＺＡｓｐ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−３のＺＡｓｐ吸着量
Ｂ：実施例２−３と同じ樹脂組成である実施例２−１０のＺＡｓｐ吸着量
【０１２３】
【表６】
【０１２４】
表６から明らかなように、ＺＡｓｐに対する特異的認識部位を有する実施例２−３のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１０のポリマーに比べてＺＡｓｐの高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１２５】
［尿酸吸着性能評価］
１７本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−１および２−４〜２−１５、並びに比較例２−１〜２−４の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸 ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。
【０１２６】
また、分子インプリンティング法により付与された尿酸吸着向上効果は下式に従って算出した。その結果を表７に示す。
尿酸吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−１若しくは２−４〜２−９、または比較例２−１若しくは２−３の尿酸吸着量
Ｂ：実施例２−１若しくは２−４〜２−９、または比較例２−１若しくは２−３と同じ樹脂組成である、実施例２−１０〜２−１５または参考例２−２若しくは２−４（比較対照）の尿酸吸着量
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７から明らかなように、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−４〜２−９のポリマーは、同じ樹脂組成の比較対照のポリマーに比べて尿酸に対する高い吸着性能を示した。また、ＵＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−１のポリマーは、表４に示すように実施例２−４のポリマーと比較してＵＭＰに対する高い吸着性能を示したが、尿酸に対しては低い吸着性能を示した。
【０１２９】
これらのことから、本発明の方法により調製したポリマーは、それぞれの標的物質に相補的な特異的認識部位を有し、該特異的認識部位により酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能を示すことが分かった。
【０１３０】
また、機能性モノマーを用いて分子インプリンティング法により調製された比較例２−１および２−３の架橋共重合体は、尿酸に対して特異的吸着性能を示さなかった。このことから、本発明の方法で調製したポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーを用いることで、鋳型分子と多点で効率良く相互作用することができ、ポリマー内に効率良く特異的認識部位を形成できることが分かった。
【０１３１】
ここで、鋳型分子である尿酸／機能性モノマーのモル比は、尿酸の溶解性が乏しいために０．０２が最大であり、ポリマー内の特異的認識部位の存在数をさらに増やすことが困難であった。
【０１３２】
（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比を０．５とした実施例２−４は、当該モル比を０．２５とした実施例２−６と比較して、尿酸吸着向上効果が小さくなった。このことから、強固な架橋構造によって特異的認識部位の形成が促進され、さらにポリマー単位重量あたりのアミノ基／イミノ基が減少したことで非選択的吸着を抑制できることが分かった。
【０１３３】
アミノ基とＤＡＴ基の両方を用いた実施例２−９のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１５のポリマーと比較して、尿酸に対する高い吸着性能を示した。このことから複数の官能基を用いた分子インプリンティング法でも、高い特異的認識性能を付与できることが分かった。
【０１３４】
また、実施例２−９のポリマーは、アミノ基のみを用いた実施例２−４のポリマーよりも格段に高い尿酸吸着向上効果を示した。このことから、ポリマー内に酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数導入することで、酸性水溶性標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を発揮できることが分かった。
【０１３５】
［特異的吸着力評価］
２ｍｌマイクロチューブに実施例２−４、実施例２−９、比較例２−１および比較例２−６の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸 ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１０ｍｍｏｌ／ｌまたは１５０ｍｍｏｌ／ｌ食塩水の各１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。
【０１３６】
また、分子インプリンティング法により付与された尿酸吸着向上効果は下式に従って算出した。その結果を表８に示す。
各塩濃度における尿酸吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−４または２−９の各塩濃度における尿酸吸着量
Ｂ：実施例２−４または２−９と同じ樹脂組成である実施例２−１０または２−１５（比較対照）の各塩濃度における尿酸吸着量
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
表８から明らかなように、試験液中の塩濃度が増加するに従って、実施例２−４、２−９、２−１０および２−１５のポリマーによる尿酸吸着量が低下した。このことから、試験液中の塩成分がポリマーマトリックス表面への非選択的な吸着を抑制することが分かった。
【０１３９】
また、アミノ基のみを有するポリマーを用いて調製した実施例２−４のポリマーは、試験液中の塩濃度が増加するに従って、尿酸吸着向上効果が低下した。これに対し、アミノ基と、イミド構造と相互作用できるＤＡＴ基の両方を有するポリマーを用いて調製した実施例２−９のポリマーは、高い尿酸吸着向上効果を示した。
【０１４０】
このことから、本発明の方法により調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数導入することで、酸性水溶性標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、酸性水溶性標的物質に対して強い特異的吸着性能を発揮できることが分かった。
【０１４１】
［選択的吸着能評価］
２ｍｌマイクロチューブに実施例２−９および２−１５の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸［下式（８）］と類似構造を有するチミン［下式（９）］（シグマ・アルドリッチ社）、テオブロミン［下式（１０）］（シグマ・アルドリッチ社）、テオフィリン［下式（１１）］（シグマ・アルドリッチ社）またはカフェイン［下式（１２）］（シグマ・アルドリッチ社）を０．０１ｍｍｏｌ／ｌ含む各１５０ｍｍｏｌ／ｌ 食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。
【０１４２】
得られた各被険液について、各尿酸類似分子の特徴的な吸収（チミン；２６０ｎｍ；、テオブロミン；２７０ｎｍ、テオフィリン；２７０ｎｍ、カフェイン；２７０ｎｍ）を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、各残存尿酸類似分子を定量し、その結果から各残存尿酸類似分子量を算出した。その結果を表８に示す。
【０１４３】
下式（８）〜（１２）に示すように、各尿酸類似分子は尿酸と類似形状を有しているが、各尿酸類似分子の化学構造および大きさは実質的に尿酸と異なる。
【０１４４】
【化３】
【０１４５】
【表９】
【０１４６】
表９から明らかなように、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−９のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１５のポリマーよりも尿酸の高い吸着性能を示したが、各尿酸類似分子（チミン、テオブロミン、テオフィリンおよびカフェイン）に対しては極めて低い吸着性能を示した。このことから、尿酸のようなイミド構造を有する分子に対して主にＤＡＴ基をポリマーの特異的認識部位の形成に使用することによって、非特異的な吸着を抑制できることが分かった。
【０１４７】
すなわち、本発明の方法で調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数用いることで、酸性水溶性標的物質に相補的な特異的認識部位を有し、該特異的認識部位により酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能を示すことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】実施例１−１のポリマーによる尿酸吸着速度を示す。
【図２】ＤＡＴ−ＰＡＬＡの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマー及び酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマー、それらの製造方法、並びに酸性水溶性標的物質の吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
標的物質の構造及び特性に基づく、標的物質の選択的分離技術は、各種の産業、並びに化学及び生物学の研究等に不可欠の技術である。選択的分離技術において、分子インプリンティング（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）法は、最も重要な方法の１つである（例えば、非特許文献１参照）。分子インプリンティング法で得られる分子インプリンテッドポリマー（ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ、以後ＭＩＰとも言う。）は、官能基を有する重合可能な分子を鋳型分子の存在下で重合させ、次いで、該鋳型分子を取り除くことにより、鋳型分子に相補的な特異的結合部位を有する特徴をもつ。
【０００３】
ＭＩＰは、現在までに生物抗体の代替として、例えば、医療物質のクロマトグラフィー分離、環境由来または生物由来試料の前処理用固相抽出、イムノアッセイでの人工抗体、および構造特異性検出用のバイオセンサ用デバイスへの適用などが検討されている。
【０００４】
一般的に、ＭＩＰの調製は、有機溶剤中で水素結合による相互作用を利用して行われる。したがって、水溶性化合物に対するＭＩＰを有機溶剤中で調製することは、困難である。また、有機溶剤中で調製したＭＩＰを水溶液中で使用すると、ポリマーが収縮することでＭＩＰの鋳型分子に対する特異的認識能が低下するという問題がある。さらに、水分子は物質間の水素結合を解離する特徴があるために、水中でのＭＩＰの調製、及び、使用は非常に困難である。更に、水溶液中では、疎水性相互作用による、ポリマーマトリックス表面への非選択的な吸着が生じやすい傾向にある。
【０００５】
近年、水溶液中で調製された新規なＭＩＰとして、アクリロイルシクロデキストリンとビスアクリルアミドを用いて調製されたもの（非特許文献２参照）や、ポリエチレングリコールジアクリレートを用いて官能基間距離固定化法により調製されたもの（特許文献１参照）が報告されている。これらのＭＩＰは、ある程度の鋳型分子に対する選択的な吸着を示している。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１の製造方法では、過剰の機能性モノマーを用いてＭＩＰを製造するため、ＭＩＰの鋳型分子に対する認識部位が均質でないと考えられる。また、特許文献１の製造方法では、有機溶剤中でイオン相互作用を形成してＭＩＰを製造するため、有機溶剤中の官能基間距離は水溶液中での官能基間距離とは異なると考えられる。したがって、これらの方法ではインプリント効果が十分でないと考えられる。また、これらの方法では、芳香族等の疎水性骨格を有しない水溶性化合物に対しては利用することができないという問題がある。
【０００７】
ところで、近年、慢性人工透析患者数は２０万人を超え、年々増加傾向にある。このように多数の慢性腎不全症患者があるにも関わらず、根本的治療法はなく、延命を目的とした対症療法の血液透析療法しかないのが現状である。慢性腎不全の血液透析療法としては、セルロース系天然高分子物質、並びにポリスルホン及びポリメタクリ酸メチルなどの合成高分子物質を素材とした中空糸膜型人工腎臓を使用して、患者の血液中に産出、蓄積された尿毒症関連物質などの有害物質を除去するのが一般的である。
【０００８】
中空糸膜壁には直径：１０〜１００ｎｍ程度の微細孔が貫通するように作製されており、この孔から有害物質は浸透圧差によって血液側から透析液側に移行する。現在、中空糸膜の性能は非常に向上しており、尿素及びクレアチニンなどの低分子量物質(５００ダルトン以下)ばかりでなく、中分子量物質(５００〜５０００ダルトン)、あるいは分子量が１万ダルトン以上の低分子量蛋白質を慢性腎不全患者から透析によって除去できるようになっている。
【０００９】
しかしながら、分子量の大きな病因物質を除去できる中空糸膜は、膜の構造と透過性の工学的根拠から、生体にとって必須であるホルモン、ビタミン、アミノ酸及び水を体外に除去し過ぎる傾向がある。そのため、人工透析を長く使用していると、これらが原因で骨・関節障害、貧血、血圧低下などの様々な合併症を引き起こすこととなる。
【００１０】
上述のように、現在の中空糸膜による慢性腎不全の治療法では、溶質の選択的除去能に不十分な点が多く、生体に必須の低分子量物質も透析によって体外に失われるという問題がある。しかし、これまでのところ、透析治療ではこの問題の対処策は見出されていない。また、一般的な血液透析療法では病院での患者の束縛時間が非常に長く、社会的活動の負担が大きいという問題もある。
【００１１】
【非特許文献１】Ｂ．Ｓｅｌｌｅｒｇｒｅｎ，：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｒｉｎｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒｓ： ｍａｎ ｍａｄｅ ｍｉｍｉｃ ｏｆ ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００１）
【非特許文献２】Ｈ．Ａｓａｎｕｍａ，Ｔ．Ａｋｉｙａｍａ，Ｋ．Ｋａｊｉｙａｍａ，Ｔ．Ｈｉｓｈｉｙａ ａｎｄ Ｎ．Ｋｏｍｉｙａｍａ，Ａｎａｌ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ，２００１，４３５，２５
【特許文献１】特開２００６−１３７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記を鑑み、尿酸およびクレアチンのような窒素代謝老廃物質、ヌクレオシド並びにアミノ酸等の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマー及び酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマー、それらの製造方法、並びに酸性水溶性標的物質の吸着剤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】
【００１３】
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造のポリマーは酸性水溶性標的物質を選択的に吸着することができることを見出した。
【００１４】
また、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応と、分子インプリンティング法とを組合わせて調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質に対する親和性が高く、特異的に酸性水溶性標的物質を認識して吸着することができることを見出し、本発明の完成に至った。すなわち、本発明は下記の通りである。
【００１５】
１．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
２．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーであって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマー。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
３．前記鋳型分子が、酸性水溶性標的物質、または該酸性水溶性標的物質の擬似分子である前項２に記載のポリマー。
４．前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な１種以上の官能基で修飾されたを有するポリマーである前項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー。
５．前記酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基が、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリダジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体およびシクロデキストリン誘導体のいずれか１であることを特徴とする前項４に記載のポリマー。
６．前記酸性水溶性標的物質が窒素代謝老廃物質、ヌクレオチドおよびアミノ酸のいずれか１であることを特徴とする前項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
７．前記窒素代謝老廃物質が尿酸であることを特徴とする前項６に記載のポリマー。
８．前記不飽和カルボニル架橋剤が２つ以上の不飽和カルボニル基を有することを特徴とする前項１〜７のいずれか１項に記載のポリマー。
９．前記アミノ基および／またはイミノ基と前記不飽和カルボニル基とのモル比が０．１５〜１．３５であることを特徴とする前項８に記載のポリマー。
１０．前記特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることを特徴とする前項２〜９のいずれか１項に記載のポリマー。
１１．水溶液中で酸性水溶性標的物質を選択的に吸着する前項１〜１０のいずれか１項に記載のポリマー。
１２．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーの製造方法であって、該酸性水溶性標的物質との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得ることを特徴とするポリマーの製造方法。
１３．少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーの製造方法であって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマーの製造方法。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
１４．前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる１種以上の官能基を有するポリマーである前項１２または１３に記載のポリマーの製造方法。
１５．前項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤。
１６．前項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを用いて酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去する方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のポリマーは、酸性水溶性標的物質に対する優れた吸着性を有しており、生体類似環境においても、酸性水溶性標的物質のみをより選択的に吸着する性能を発現するため、生体必須成分を除去することなく、迅速に酸性水溶性標的物質のみを排除することが可能である。したがって、本発明のポリマーを主成分とする酸性水溶性標的物質の吸着剤は、従来の血液透析に比べて、合併症を引き起こすような血中栄養分の低下の抑制、及び社会的活動の負担の低減が可能であることから、透析療法の代替として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーを提供する。ここで、本発明において「酸性水溶性標的物質」とは、酸性官能基を含む水溶性化合物である。該酸性官能基としては、例えば、リン酸基、スルホン基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、イミノ基、アミド基、エステル基およびウレタン基等が挙げられる。
【００１８】
前記酸性水溶性標的物質としては、例えば、尿酸、クレアチニンおよびビリルビン等の窒素代謝老廃物質（窒素を含む化合物の代謝によって生じた老廃物）、馬尿酸等の代謝物質、ウリジン、シチジン、アデノシンおよびグアノシン等のヌクレオシド、ヌクレオシドに５´−一リン酸化されたヌクレオチド、ヌクレオチドの共重合体であるポリヌクレオチドやオリゴヌクレオチド、ヌクレオシドに５´−二リン酸化されたヌクレオシド二リン酸、ヌクレオシドに５´−三リン酸化されたヌクレオシド三リン酸、アスパラギン酸、チロシン、セリンおよびアラニン等のアミノ酸、アミノ酸残基からなるポリペプチド、オリゴペプチド、コール酸等の胆汁酸、２，４−ジクロロフェノキシ酢酸等の農薬、並びにビスフェノールＡ等の内分泌撹乱物質等が挙げられる。
【００１９】
また、酸性水溶性標的物質の擬似分子とは、その主たる骨格が同一または類似し、他の分子と相互作用する官能基を含む骨格が同一または類似する分子を言う。例えば、ＵＭＰ（ウリジン５’−一リン酸）とＡＭＰ（アデノシン５’−一リン酸）とは主たる五単糖の骨格が同一であり、相互作用に寄与するリン酸基を同一とするものであり、両者は擬似分子である。
【００２０】
本発明のポリマーを慢性腎不全の透析療法の代替として用いる場合、酸性水溶性標的物質は、窒素代謝老廃物質、好ましくは尿酸であることが好ましい。
【００２１】
本発明において、「選択的に吸着する」とは標的物質を優先的に吸着することを言う。本発明のポリマーによる酸性水溶性標的物質に対する選択的な吸着は、分光光度計による吸光度の測定、高速液体クロマトグラフィーによる溶離速度等により測定することができる。
【００２２】
本発明の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応（第１段階目の反応）した後に、ラジカル重合（第２段階目の反応）する２段階の反応により架橋した構造である。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とを当該２段階の反応により架橋させることにより、強固且つ高性能な特異的認識部位を有する架橋共重合体を得ることができる。
【００２３】
〔第１段階目の反応：マイケル付加反応〕
第１段階目の反応であるマイケル付加反法では、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー及び不飽和カルボニル架橋剤等の反応成分と鋳型分子を重合溶剤に溶解させた後、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤を付加反応させて、架橋共重合体を得る。
【００２４】
マイケル付加反応は、通常は、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーを重合溶剤に溶解させたポリマー溶液と、ポリマー溶液を、不飽和カルボニル架橋剤を重合溶剤に溶解させた架橋剤溶液と合わせて、攪拌後、暗所で静置して反応させる。攪拌方法且つ時間は、特に限定されず、完全に混合させることが目的である。マイケル付加反応の反応温度は４〜９０℃が好ましく、４〜３５℃がより好ましい。また、反応時間は、１時間以上が好ましく、１２時間以上（通常４８時間以下）がより好ましい。
【００２５】
（アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー）
本発明のポリマーはアミノ基および／またはイミノ基を有することにより、酸性水溶性標的物質と相互作用できる。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとしては、例えば、第１級および／または第２級アミノ基を有するアリルアミンをモノマーとして用いるアリルアミン系重合体（例えば、ポリアリルアミン、およびアミノ基が一部アセチル化またはアルキル化されたポリアリルアミン等）、アルキレンイミン系重合体、ビニルアミン系重合体、リジン系重合体、キトサン、並びに第１級および／または第２級アミノ基もしくはイミノ基を複数有するポリマー等が挙げられる。
【００２６】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーのなかでも、マイケル付加反応を効率良く行ない、酸性水溶性標的物質と静電的相互作用を効率良く発現する重量平均分子量２０，０００以下、好ましくは１８，０００以下（通常１０００以上）のポリアリルアミンが好適に用いられる。アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーは、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
本発明では、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーは重合溶剤に溶解させてポリマー溶液として用い、該ポリマー溶液を、不飽和カルボニル架橋剤を重合溶剤に溶解させた架橋剤溶液と合わせて、マイケル付加反応溶液とすることが好ましい。該ポリマー溶液中のポリマー濃度は５〜４０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。ポリマーの濃度が４０質量％より大きいと溶液粘度が高くなり取扱いが困難になる。
【００２８】
また、マイケル付加反応溶液中のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーの濃度は２〜１５質量％とすることが好ましく、３〜６質量％とすることがより好ましい。
【００２９】
（不飽和カルボニル架橋剤）
本発明のポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基と不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応で架橋することで、酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を形成するだけでなく、特異的認識部位に要しないアミノ基および／またはイミノ基をキャップすることができる。これにより、過剰の官能基による非選択的吸着を抑えることが可能となる。
【００３０】
前記不飽和カルボニル架橋剤は２つ以上の不飽和カルボニル基を有する化合物であることが好ましい。かかる不飽和カルボニル架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートおよびトリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。不飽和カルボニル架橋剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
前記アミノ基および／またはイミノ基と不飽和カルボニル架橋剤との配合比は、特に限定されないが、（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比を０．１５〜１．３５とすることが好ましく、より好ましくは０．２５〜０．６６である。
【００３２】
前記（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比が１．３５より大きいと、アミノ基および／またはイミノ基が十分に不飽和カルボニル基と反応ができず、残存アミノ基および／またはイミノ基によって生体必須成分の吸着が増加する傾向にある。なお、当該モル比が０．１５より小さいと、ポリマー内で特異的認識部位を形成できるアミノ基および／またはイミノ基の数が少なくなり、酸性水溶性標的物質の選択的吸着が発揮することができなくなる傾向にある。
【００３３】
また、マイケル付加反応においては、得られる本発明のポリマーの吸着選択性を向上させるために、必要に応じて、不飽和カルボニル架橋剤以外の不飽和カルボニル化合物を同時又は後に反応させてもよい。かかる不飽和カルボニル化合物としては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミドおよびアルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３４】
（重合溶剤）
重合溶剤としては、例えば、水、メタノールおよびエタノール等のアルコール類、並びにジメチルホルムアミド等の有機溶剤等が挙げられ、中でも水が好ましい。溶剤として水溶液を用いることで、高親水性のポリマーが得られ、疎水性相互作用による非選択的吸着を抑えることができる。重合溶剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
マイケル付加反応溶液における重合溶剤の濃度は特に限定されないが、前記（ポリマー溶液と上記架橋剤溶液で用いた重合溶剤の総量）／（不飽和カルボニル架橋剤とアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーの総量）が１〜９で用いられることが好ましい。重合溶剤の総量比が大きいと生体必須成分の吸着が増加する傾向にある。
【００３６】
重合溶剤は、重合開始剤を含有する。重合開始剤としては、ビニル基を活性化させてラジカルを生じるラジカル重合開始剤であれば特に限定されないが、例えば、２，２’−アゾビス（２−アミノジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス（Ｎ、Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス［２−（Ｎ−アリルアミジノ）プロパン］二硫酸塩、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド］および４，４’−アゾビス（４−シアノペンタン酸）などのアゾ化合物、過硫酸ナトリウムおよび過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、並びにｔ−ブチルパーオキサイドおよびジスクシン酸パーオキサイドなどの有機過酸化物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、これらの重合開始剤には、例えば、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン等の重合促進剤を併用しても良い。
【００３７】
重合開始剤と不飽和カルボニル架橋剤との配合比は、特に限定されないが、十分な重合率でポリマーを得るためには、重合開始剤／不飽和カルボニル架橋剤のモル比が０．００２５〜０．０２であることが好ましく、より強固且つ高性能な架橋共重合体を得るためには０．００４〜０．０１であることが好ましい。
【００３８】
〔第２段階目の反応：ラジカル重合反応〕
第２段階目の反応であるラジカル重合法では、マイケル付加反応終了後、マイケル付加反応溶液をラジカル重合させることにより、架橋共重合体を得るものである。このことにより、本発明のポリマーは酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着を水溶液中で実現することができる。
【００３９】
前記ラジカル重合反応は、周知の方法を用いることができ、例えば、４０〜１２０℃に加熱する、または紫外線、電子線等の活性エネルギー線を照射して実施することができる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。
【００４０】
紫外線照射によりラジカル重合する場合は、紫外線照射後に暗所に静置して反応させる。この場合、反応温度を４〜９０℃とすることが好ましく、４〜１５℃とすることがより好ましい。また、反応時間は１２時間以上が好ましく、１８時間以上（通常３６時間以下）がより好ましい。
【００４１】
上記のようにして得られた架橋共重合体は、ボールミル、ハンマーミル、ジェットミル、すり鉢等の方法で粉砕した後、特定の大きさのものを回収して用いても良い。また、架橋共重合体の形状は、特に特定されるものではなく、上記粉砕物を回収しても良いし、又は、公知の粒子製造方法、例えば、懸濁重合法や分散重合法等を適用することにより、予め特定の粒子形状に重合しておいても良い。
【００４２】
本発明は、また、酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーを提供する。ここで、「特異的認識部位」とは、ポリマーの認識対象となる酸性水溶性標的物質の鋳型に相当する部位であり、対象物質となる酸性水溶性標的物質に対して相補的な孔状部を意味する。
【００４３】
前記特異的認識部位は、後述するように分子インプリンティング法により形成する。このことにより、該特異的認識部位は、生体類似環境下でも酸性水溶性標的物質に対する親和性が高く、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは特異的な酸性水溶性標的物質認識能を発現できる。
【００４４】
また、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、水性媒体との馴染が非常に良好であり、特定の酸性水溶性標的物質との吸着を迅速に達成することができる。
【００４５】
本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、該特異的認識部位が以下の（１）マイケル付加反応およびラジカル重合の２段階の反応により架橋共重合体を得る工程、および（２）鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成される。
【００４６】
ここで、「分子インプリンティング法」とは、上述したように、官能基を有する重合可能な分子を鋳型分子の存在下で重合させ、次いで、該鋳型分子を取り除くことにより、鋳型分子に相補的な特異的結合部位を有するポリマーを調製する方法である。
【００４７】
本発明において、分子インプリンティング法は水溶液中で行う。水溶液として重合溶剤は、例えば、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと鋳型分子である酸性水溶性標的物質との相互作用を損なわず、各重合成分を溶解することができ、かつ、多孔性にするための溶剤（ポロジェン）となり得るものが好ましい。
【００４８】
前記重合溶剤としては、上述したように、例えば、水、メタノールおよびエタノール等のアルコール類、並びにジメチルホルムアミド等の有機溶剤等が挙げられ、中でも、血液や体液といった使用時環境の観点から、水が好ましい。重合溶剤は、単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
以下、前記工程（１）および（２）について説明する。
（１）マイケル付加反応およびラジカル重合の２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
この工程は、少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する、２段階の反応により架橋共重合体を得る工程である。
【００５０】
前記「鋳型分子」とは、酸性水溶性標的物質を言う。また、前記「相互作用」としては、例えば、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス力、配位結合、静電相互作用、双極子相互作用、π−πスタッキング等による分子間相互作用が挙げられる。
【００５１】
前記ポリマー中のアミノ基および／またはイミノ基は、鋳型分子と相互作用することで、特異的結合部位の相互作用点として機能できる。また、当該アミノ基および／またはイミノ基がマイケル付加反応可能な不飽和カルボニル架橋剤と反応することで、特異的認識部位に要しないアミノ基および／またはイミノ基を架橋点として機能できる。このため、本発明の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーは、非選択的吸着を抑えるだけでなく、酸性水溶性標的物質に対して高い選択的吸着能を発揮できることとなる。
【００５２】
前記ポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と相互作用できる１種以上の官能基を有することもできる。これにより、上記標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、アミノ基および／またはイミノ基のみを用いた場合よりも、上記標的物質に対して強い選択的吸着能を発揮できる。
【００５３】
前記酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる官能基としては、標的物質と相互作用可能であれば特に限定されないが、例えば、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体、シクロデキストリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアゾール誘導体、ピロール誘導体、インドール誘導体、プリン誘導体およびアミド誘導体等が挙げられる。
【００５４】
前記官能基は対応する化合物の骨格を有する置換基であればよく、これらの中でも特にジアミノトリアジン誘導体［下式（１）］、ジアミノピリジン誘導体［下式（２）］、グアニジン誘導体［下式（３）］、イミダゾール誘導体［下式（４）］、ポルフィリン誘導体［下式（５）］およびシクロデキストリン誘導体［下式（６）］が好ましく、イミド基と多点で相互作用可能なジアミノトリアジン誘導体（例えば、２，４−ジアミノ−ｓ−トリアジン誘導体）がより好ましい。
【００５５】
【化１】
【００５６】
工程（１）において、酸性水溶性標的物質／（アミノ基および／またはイミノ基）のモル比は０．０５以上とすることが好ましく、より好ましくは０．０７５〜０．１２５とする。当該モル比が０．０５より小さいとポリマー内の特異的認識部位の存在数が少なくなり、酸性水溶性標的物質の選択的吸着が発揮することができなくなる傾向にある。
【００５７】
（２）鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
工程（２）は、工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程である。
【００５８】
鋳型分子である酸性水溶性標的物質を架橋重合体から遊離除去する方法としては、例えば、親水性溶剤で洗浄する方法が挙げらる。親水性溶剤としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、ピリジン、ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、アセトンおよび水等が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いても、複数種を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
酸性水溶性標的物質を架橋重合体から遊離除去する方法の具体例として、例えば、以下の工程（ａ）および（ｂ）を含む方法が挙げられる。
（ａ）水酸化ナトリウム水溶液を用いた場合、０．５ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液に架橋重合体を混合して攪拌し、上澄みに酸性水溶性標的物質が検出されなくなるまで繰り返し液を入れ替えて洗浄する。
（ｂ）超純水で溶液を置換し、上澄み液のｐＨが７以下になるまで繰り返し液を入れ替えて脱塩した後、凍結乾燥して、酸性水溶性標的物質特異的認識ポリマーを得る。
【００６０】
また、本発明の方法により重合体を得る工程を更に詳しく説明する具体例として、以下の工程（Ａ）〜（Ｄ）を含む方法を挙げるが、重合体を得る工程はこの具体例に限られるわけではない。
【００６１】
（Ａ）重合溶剤としての水に、酸性水溶性標的物質（例えば、尿酸）を通常７５ｍｍｏｌ／ｌ以上、好ましくは１００ｍｍｏｌ／ｌ以上と、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとしてのポリアリルアミンを通常５〜４０質量％、好ましくは５〜２０質量％の濃度で溶解させてポリマー溶液を調製する。
（Ｂ）重合溶剤としての水に、不飽和カルボニル架橋剤（例えば、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン）及び重合開始剤［例えば、２，２’−アゾビス（２−アミノジノプロパン）二塩酸塩］を溶解させて架橋剤溶液を調製する。
（Ｃ）（Ａ）で調製したポリマー溶液に、（Ｂ）で調製した架橋剤溶液を添加し、３０秒間攪拌を行った後、室温で１６時間暗所に静置することで、マイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行う。
（Ｄ）４℃にて２４時間紫外線を照射して、ラジカル重合反応による２段階目の架橋反応を行う。反応後、塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕する。
【００６２】
本発明のポリマーは、特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることがより好ましい。酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることにより、本発明のポリマーは、２種以上の酸性水溶性標的物質とも結合できるように設計することが可能となり、より効率良く酸性水溶性標的物質を吸着することができる。
【００６３】
本発明は、本発明のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤を提供する。本発明の吸着剤は、本発明の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーまたは酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーを主成分とするものであり、物理的又は化学的に適合し得る１種類以上の吸着剤と混合しても良い。かかる吸着剤としては、例えば、活性炭、活性炭素繊維、カーボンブラック、シリカゲル、活性アルミナおよびゼオライト等が挙げられる。
【００６４】
本発明の吸着剤を、酸性水溶性標的物質吸着の用途に用いる場合、特に限定されないが、例えば、吸着剤を吸着器の充填剤として用いて、その充填剤に酸性水溶性標的物質を含む溶液を加えて酸性水溶性標的物質のみを選択的に分離または除去することができる。
【００６５】
また、酸性水溶性標的物質を含む溶液に吸着剤を加えて、ろ過又はデカントして、酸性水溶性標的物質が吸着している吸着剤を除去して、該溶液から酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去することもできる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例を揚げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６７】
［実施例１−１］
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管中で、１０質量％に調製した分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（ＰＡＬＡ１５）１．２ｍｌ（アミノ基２．１４ｍｍｏｌ）に尿酸（シグマ・アルドリッチ社）３６．０ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）を添加して尿酸を溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【００６８】
〔マイケル付加反応〕
Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン（シグマ・アルドリッチ社）４１６．４ｍｇ（２．１４ｍｍｏｌ）と２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩２．９ｍｇ（０．０１７ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）を水２．７ｍｌに溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。該架橋剤溶液を前記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することで、マイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行った。
【００６９】
〔ラジカル重合反応〕
その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して、ラジカル重合反応による２段階目の架橋反応を行い、前記１段階目の架橋反応後よりも強固な塊状架橋共重合体を得た。
【００７０】
前記塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた尿酸を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）により上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、酸性水溶性標的物質（尿酸）選択的吸着ポリマーの粒子を得た。
【００７１】
［実施例１−２］
尿酸を配合しなかったこと以外は、実施例１−１と同様にしてポリマー粒子を調製した。
【００７２】
［比較例１−１］
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管に、１０質量％に調製した分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（日東紡製）（ＰＡＬＡ１５）１．２ｍｌと尿酸（シグマ・アルドリッチ社）３６．０ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）を添加して尿酸を溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【００７３】
〔マイケル付加反応〕
水２．７ｍｌにＮ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン４１６．４ｍｇ（２．１４ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）と２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩２．９ｍｇ（０．０１０７ｍｍｏｌ）（シグマ・アルドリッチ社）を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。この架橋剤溶液を上記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することで架橋反応を行った。
【００７４】
前記マイケル付加反応による１段階目の架橋反応のみを実施した架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた尿酸を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）により上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、ポリマー粒子を調製した。
【００７５】
［比較例１−２］
尿酸を配合しなかったこと以外は、比較例１−１と同様にしてポリマー粒子を調製した。
【００７６】
［参考例１−１］
市販活性炭（アルドリッチ社製；粒径２−１２μｍ）
【００７７】
［尿酸吸着性能評価］
０．２ｍｍｏｌ／ｌの尿酸（シグマ・アルドリッチ社）を含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子 １０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた各被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００７８】
表１から明らかなように、実施例１−１のポリマーは、分子インプリンティング法および２段階反応（マイケル付加反応およびラジカル重合反応）によってポリマー内に尿酸に対する特異的認識部位を形成させることで、同じ樹脂組成で分子インプリンティング法を行わず２段階反応によりポリマーを調製した実施例１−２のポリマーに比べて尿酸の高い吸着性能を示した。
【００７９】
また、分子インプリンティング法およびマイケル付加反応でポリマーを調製した比較例１−１も、同じ組成で分子インプリンティング法を行わずにマイケル付加反応のみでポリマーを調製した比較例１−２に比べて、尿酸に対する高い吸着性能を示した。これらのこことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示すポリマーが得られることが分かった。
【００８０】
一方、２段階反応のうち１段階目のマイケル付加反応のみでアミノ基を有するポリマーを不飽和カルボニル架橋剤とを架橋した比較例１−１および１−２のポリマーは、マイケル付加反応とラジカル重合との２段階反応で架橋した実施例１−１および１−２のポリマーよりも低い尿酸吸着量であった。このことから、当該２段階反応により架橋させることにより、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示すポリマーが得られることが分かった。
【００８１】
［特異的認識性能評価１］
生体にとって必須成分であるビタミンＢ３（ニコチン酸アミド）（シグマ・アルドリッチ社）０．２ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子 １０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ビタミンＢ３の特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ビタミンＢ３を定量し、その結果からビタミンＢ３吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００８２】
表１から明らかなように、実施例１−１および１−２、並びに比較例１−１および１−２のポリマーは、参考例１−１に比べて、ビタミンＢ３に対する低い吸着性を示した。ここで、尿酸吸着性能評価では、表１に示すように、参考例１−１は、実施例１−１および１−２のポリマーと比較して、酸性水溶性標的物質（尿酸）に対する高い吸着性能を示したが、生体必須成分のビタミンＤ３に対しても高い吸着性能を示した。これらのことから、実施例１−１および１−２のポリマーは、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を示し、ビタミンＢ３に対しては低い吸着性を示すことが確認された。
【００８３】
［特異的認識性能評価２］
生体にとって必須成分であり、尿酸の類似構造を有するビタミンＢ２（リボフラビン）（シグマ・アルドリッチ社） ０．０８ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌに、実施例１−１および１−２、比較例１−１および１−２、並びに参考例１−１の各粒子１０ｍｇを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ビタミンＢ２の特徴的な２６４ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ビタミンＢ２を定量し、その結果からビタミンＢ２吸着量を算出した。その結果を表１に示す。
【００８４】
表１から明らかなように、実施例１−１および１−２のポリマーは、特異的認識部位が形成されていないビタミンＢ２に対して、参考例１−１に比べて低い吸着性を示した。参考例１−１は、実施例１−１および１−２のポリマーと比較して、酸性水溶性標的物質に対する高い吸着性能を示したが、生体必須成分のビタミンＤ２に対しても高い吸着性能を示した。
【００８５】
また、マイケル付加反応とラジカル重合との２段階反応により架橋した実施例１−１のポリマーは、１段階目のマイケル付加反応でのみ架橋した比較例１−１および１−２のポリマーに比べて低い吸着性を示し、２段階架橋によって高い選択的吸着性能を付与できることが分かった。
【００８６】
これらのことから、実施例１−１および１−２のポリマーは、比較例１−１および１−２のポリマー並びに参考例１−１と比較して、酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能を有することが分かった。すなわち、２段階反応により架橋させて調製したポリマーは酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能を有することが分かった。
【００８７】
また、分子インプリンティング法と２段階反応により架橋させた実施例１−１のポリマーは、２段階反応のみで架橋させた実施例１−２のポリマーと比較して、高い尿酸吸着量を示した。このことから、分子インプリンティング法と２段階反応を組合わせることにより、酸性水溶性標的物質に対する高い特異的認識性能がより向上することが分かった。
【００８８】
【表１】
【００８９】
［吸着速度評価］
０．２ｍｍｏｌ／ｌの尿酸を含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌに、実施例１−１の粒子１０ｍｇを添加した。室温で０．５、０．７、３、１１、１６時間インキュベートした後、遠心分離（１０，０００ｒｐｍ、１分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着速度を考察した。その結果を図１に示す。
【００９０】
図１から明らかなように、実施例１−１のポリマーにより、酸性水溶性標的物質の吸着が１時間以内に飽和した。このことから、一般的な血液透析治療では１回３時間以上必要であることを考えると、本発明のポリマーは、迅速な吸着性能を発揮できることが期待される。
【００９１】
［実施例２−１〜２−９］
（アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー）
アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーとして、分子量３０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（以後、ＰＡＬＡ０３と省略する）、分子量１５，０００のポリアリルアミン水溶液（１ｇ当りのアミノ基総量は１７．５ｍｍｏｌ）（日東紡製）（以後、ＰＡＬＡ１５と省略する）および２，４−ジアミノ−ｓ−トリアジン基（以後、ＤＡＴ基と省略する）を有するポリアリルアミン（以後、ＤＡＴ−ＰＡＬＡと省略する）を使用した。ＤＡＴ−ＰＡＬＡは以下のように合成した。
【００９２】
・ＤＡＴ−ＰＡＬＡの合成
フラスコに、４０質量％に調製したＰＡＬＡ０３ ５ｍｌ（アミノ基総量 ３５ｍｍｏｌ）、０．５ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリム水溶液 ２０ｍｌ、２，４−ジアミノ−６−クロロ−ｓ−トリアジン（以後、Ｃｌ−ＤＡＴと省略する） １．０１８ｍｇ（７ｍｍｏｌ）を加えて攪拌混合した。得られた混合液を１１０℃に昇温させ、このまま４８時間攪拌および還流させることで、Ｃｌ−ＤＡＴのアンモノリシス反応により、下式（７）に示すＤＡＴ−ＰＡＬＡを合成した。図２に得られたＤＡＴ−ＰＡＬＡの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【００９３】
【化２】
【００９４】
上記溶液を室温まで冷却し、不溶物を濾過除去した。得られた濾液を、６０ｍｌの強酸性陽イオン交換樹脂（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ、ＩＲ１２０、Ｈ型）および６０ｍｌの強塩基性陰イオン交換樹脂（Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ、ＩＲＡ４００、ＯＨ型）に通過させることで脱塩した。その濾液を凍結乾燥し、ＤＡＴ−ＰＡＬＡを得た。
【００９５】
得られたＤＡＴ−ＰＡＬＡの構造を、ＩＲおよび１Ｈ−ＮＭＲにより確認した。ＤＡＴ−ＰＡＬＡの合成に用いた上記ポリアリルアミンのアミノ基総量の２０ｍｏｌ％にＤＡＴ基を導入され、ＤＡＴ−ＰＡＬＡの１ｇ当りのアミノ基総量は１５．２ｍｍｏｌであった。
【００９６】
（不飽和カルボニル架橋剤）
不飽和カルボニル架橋剤として、Ｎ，Ｎ’−ビスアクリロイルピペラジン（以後、ＢＡＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、Ｎ，Ｎ’−エチレンビスアクリルアミド（以後、ＥＢＡＡと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【００９７】
（重合開始剤）
重合開始剤として、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【００９８】
（重合溶剤）
重合溶剤として、超純水を使用した。
【００９９】
（鋳型分子）
鋳型分子として、各酸性水溶性標的物質である、ウリジン５‘−一リン酸（以後、ＵＭＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、アデノシン５’−一リン酸（以後、ＡＭＰと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、Ｎ−カルボベンゾキシ−Ｌ−アスパラギン酸（以後、ＺＡｓｐと省略する）（シグマ・アルドリッチ社）、尿酸（シグマ・アルドリッチ社）を使用した。
【０１００】
下記手順により、表２に示す組成の各ポリマーを作製した。
〔ポリマー溶液の調製〕
ガラス製ネジ付き試験管中で、１０質量％ 水溶液（ＤＡＴ−ＰＡＬＡは１３．３質量％）に調製した、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマー溶液に鋳型分子を添加して溶解させた。その後、窒素ガスを５分間バブリングしてポリマー溶液を調製した。
【０１０１】
〔マイケル付加反応〕
重合溶剤に不飽和カルボニル架橋剤と重合開始剤を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして架橋剤溶液を調製した。この架橋剤溶液を上記ポリマー溶液に添加し、この状態で３０秒間攪拌を行った。攪拌終了後、室温で１６時間暗所に静置することでマイケル付加反応による１段階目の架橋反応を行った。
【０１０２】
〔ラジカル重合反応〕
その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して２段階目の架橋反応させることにより、前記マイケル付加反応による１段階目の架橋反応後よりも強固な塊状架橋共重合体を得た。
【０１０３】
前記塊状架橋共重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた鋳型分子を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ 水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、超純水でｐＨ７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１０分）して上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、各酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有する、ポリマー粒子を得た。
【０１０４】
［実施例２―１０〜２−１５］
表２に示すように、鋳型分子を配合しない限りは、実施例２−１〜２−９と同様の方法によって、表２に示す組成のポリマー粒子を得た。
【０１０５】
【表２】
【０１０６】
［比較例２−１〜２−４］
比較例２−１および２−２では、一般的に実施されている、機能性モノマーを使用した分子インプリンティング法によって表３に示す組成のポリマーを作製した。また、比較例２−３および２−４では、鋳型分子を配合しない限りは、比較例２−１および２−２と同様の方法により、表３に示す組成の従来の架橋共重合体粒子を得た。
【０１０７】
比較例２−１および２−２のポリマー粒子並びに比較例２−３および２−４の架橋共重合体粒子の原料には、以下を用いた。
鋳型分子：酸性水溶性標的物質である尿酸（シグマ・アルドリッチ社）
機能性モノマー：アリルアミン（ＡＬＡ）（シグマ・アルドリッチ社）、ビニルイミダゾール（ＶＩＤ）（シグマ・アルドリッチ社）
架橋剤：ＥＢＡＡ（シグマ・アルドリッチ社）
重合開始剤：２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩（シグマ・アルドリッチ社）
重合溶剤：超純水
【０１０８】
表３に示す組成で、重合溶剤に機能性モノマー、架橋剤、重合開始剤と鋳型分子を溶解させ、窒素ガスを５分間バブリングして原料混合液を調製した。その後、４℃で２４時間ブラックライトにより紫外線を照射して架橋反応させることにより、強固な塊状重合体を得た。
【０１０９】
前記塊状重合体をボールミルにより粉砕した後、用いた鋳型分子を除去するために０．５ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム水溶液で充分に洗浄した。続いて、超純水でｐＨ＝７になるまで洗浄した。遠心分離（６０００ｒｐｍ、１５分）して上澄液を回収後、沈殿物を凍結乾燥し、参考例２−１および２−２のポリマー粒子並びに参考例２−３および２−４の架橋共重合体粒子を得た。
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
［ＵＭＰ吸着性能評価］
４本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−１、２−２、２−４および２−１０の各粒子 １０ｍｇを入れ、ＵＭＰ ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ＵＭＰの特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ＵＭＰを定量し、その結果からＵＭＰ吸着量を算出した。
【０１１２】
また、分子インプリンティング法により付与されたＵＭＰ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表４に示す。
ＵＭＰ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例実施例２−１、２−２または２−４のＵＭＰ吸着量
Ｂ：実施例２−１、２−２および２−４と同じ樹脂組成である、実施例２−１０のＵＭＰ吸着量
【０１１３】
【表４】
【０１１４】
表４から明らかなように、ＵＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−１のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−２、２−４および２−１０のポリマーに比べてＵＭＰに対する高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１１５】
また、ＡＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−２のポリマー、および、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−３のポリマーは、分子インプリンティング法を用いていない実施例２−１０と同程度のＵＭＰに対する吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法により特異的認識部位を設計することにより、ポリマーがが酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能示すことが分かった。
【０１１６】
［ＡＭＰ吸着性能評価］
２本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−２および２−１０の各粒子 １０ｍｇを入れ、これにＡＭＰ ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌ 食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、ＡＭＰの特徴的な２６０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存ＡＭＰを定量し、その結果からＡＭＰ吸着量を算出した。
【０１１７】
また、分子インプリンティング法により付与されたＡＭＰ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表５に示す。
ＡＭＰ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−２のＡＭＰ吸着量
Ｂ：実施例２−２と同じ樹脂組成である実施例２−１０のＡＭＰ吸着量
【０１１８】
【表５】
【０１１９】
表５から明らかなように、ＡＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−２のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１０のポリマーに比べてＡＭＰに対する高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１２０】
［ＺＡｓｐ吸着性能評価］
２本の２ｍｌマイクロチューブに実施例３および比較例１の各粒子 １０ｍｇを入れ、これにＺＡｓｐ ０．２ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液中の残存ＺＡｓｐ量について、以下の条件により液体クロマトグラフィーを用いて測定し、その結果からＺＡｓｐ吸着量を算出した。
【０１２１】
液体クロマトグラフィーは以下の条件で行った。
ＨＰＬＣ装置：Ｈｉｔａｃｈｉ製のＬａｃｈｒｏｍシステム
カラム：Ｃｈｒｏｍｏｌｉｔｈ ＲＰ−１８ｅ
流量：０．５ｍｌ／ｍｉｎ
検出器：ＬＣ７４５５ ＵＶ・２５４ｎｍ
注入量：１００μｌ
溶離液：０．１％ＴＦＡ水溶液／０．１％アセトニトリル＝７５／２５
【０１２２】
また、分子インプリンティング法により付与されたＺＡｓｐ吸着向上効果を下式に従って算出した。その結果を表６に示す。
ＺＡｓｐ吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−３のＺＡｓｐ吸着量
Ｂ：実施例２−３と同じ樹脂組成である実施例２−１０のＺＡｓｐ吸着量
【０１２３】
【表６】
【０１２４】
表６から明らかなように、ＺＡｓｐに対する特異的認識部位を有する実施例２−３のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１０のポリマーに比べてＺＡｓｐの高い吸着性能を示した。このことから、分子インプリンティング法によりポリマーを調製することにより、酸性水溶性標的物質に対する、より高い吸着向上効果が得られることが分かった。
【０１２５】
［尿酸吸着性能評価］
１７本の２ｍｌマイクロチューブに実施例２−１および２−４〜２−１５、並びに比較例２−１〜２−４の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸 ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１ｍｍｏｌ／ｌの食塩水 １ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。
【０１２６】
また、分子インプリンティング法により付与された尿酸吸着向上効果は下式に従って算出した。その結果を表７に示す。
尿酸吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−１若しくは２−４〜２−９、または比較例２−１若しくは２−３の尿酸吸着量
Ｂ：実施例２−１若しくは２−４〜２−９、または比較例２−１若しくは２−３と同じ樹脂組成である、実施例２−１０〜２−１５または参考例２−２若しくは２−４（比較対照）の尿酸吸着量
【０１２７】
【表７】
【０１２８】
表７から明らかなように、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−４〜２−９のポリマーは、同じ樹脂組成の比較対照のポリマーに比べて尿酸に対する高い吸着性能を示した。また、ＵＭＰに対する特異的認識部位を有する実施例２−１のポリマーは、表４に示すように実施例２−４のポリマーと比較してＵＭＰに対する高い吸着性能を示したが、尿酸に対しては低い吸着性能を示した。
【０１２９】
これらのことから、本発明の方法により調製したポリマーは、それぞれの標的物質に相補的な特異的認識部位を有し、該特異的認識部位により酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能を示すことが分かった。
【０１３０】
また、機能性モノマーを用いて分子インプリンティング法により調製された比較例２−１および２−３の架橋共重合体は、尿酸に対して特異的吸着性能を示さなかった。このことから、本発明の方法で調製したポリマーは、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーを用いることで、鋳型分子と多点で効率良く相互作用することができ、ポリマー内に効率良く特異的認識部位を形成できることが分かった。
【０１３１】
ここで、鋳型分子である尿酸／機能性モノマーのモル比は、尿酸の溶解性が乏しいために０．０２が最大であり、ポリマー内の特異的認識部位の存在数をさらに増やすことが困難であった。
【０１３２】
（アミノ基および／またはイミノ基）／（不飽和カルボニル架橋剤の不飽和カルボニル基）のモル比を０．５とした実施例２−４は、当該モル比を０．２５とした実施例２−６と比較して、尿酸吸着向上効果が小さくなった。このことから、強固な架橋構造によって特異的認識部位の形成が促進され、さらにポリマー単位重量あたりのアミノ基／イミノ基が減少したことで非選択的吸着を抑制できることが分かった。
【０１３３】
アミノ基とＤＡＴ基の両方を用いた実施例２−９のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１５のポリマーと比較して、尿酸に対する高い吸着性能を示した。このことから複数の官能基を用いた分子インプリンティング法でも、高い特異的認識性能を付与できることが分かった。
【０１３４】
また、実施例２−９のポリマーは、アミノ基のみを用いた実施例２−４のポリマーよりも格段に高い尿酸吸着向上効果を示した。このことから、ポリマー内に酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数導入することで、酸性水溶性標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、酸性水溶性標的物質に対して高い吸着性能を発揮できることが分かった。
【０１３５】
［特異的吸着力評価］
２ｍｌマイクロチューブに実施例２−４、実施例２−９、比較例２−１および比較例２−６の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸 ０．０１ｍｍｏｌ／ｌを含む１０ｍｍｏｌ／ｌまたは１５０ｍｍｏｌ／ｌ食塩水の各１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。得られた被険液について、尿酸の特徴的な２９０ｎｍの吸収を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、残存尿酸を定量し、その結果から尿酸吸着量を算出した。
【０１３６】
また、分子インプリンティング法により付与された尿酸吸着向上効果は下式に従って算出した。その結果を表８に示す。
各塩濃度における尿酸吸着向上効果（ｎｍｏｌ/１０ｍｇ）＝Ａ／Ｂ
Ａ：実施例２−４または２−９の各塩濃度における尿酸吸着量
Ｂ：実施例２−４または２−９と同じ樹脂組成である実施例２−１０または２−１５（比較対照）の各塩濃度における尿酸吸着量
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
表８から明らかなように、試験液中の塩濃度が増加するに従って、実施例２−４、２−９、２−１０および２−１５のポリマーによる尿酸吸着量が低下した。このことから、試験液中の塩成分がポリマーマトリックス表面への非選択的な吸着を抑制することが分かった。
【０１３９】
また、アミノ基のみを有するポリマーを用いて調製した実施例２−４のポリマーは、試験液中の塩濃度が増加するに従って、尿酸吸着向上効果が低下した。これに対し、アミノ基と、イミド構造と相互作用できるＤＡＴ基の両方を有するポリマーを用いて調製した実施例２−９のポリマーは、高い尿酸吸着向上効果を示した。
【０１４０】
このことから、本発明の方法により調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数導入することで、酸性水溶性標的物質と多点且つ特異的に相互作用することが可能となり、酸性水溶性標的物質に対して強い特異的吸着性能を発揮できることが分かった。
【０１４１】
［選択的吸着能評価］
２ｍｌマイクロチューブに実施例２−９および２−１５の各粒子１０ｍｇを入れ、これに尿酸［下式（８）］と類似構造を有するチミン［下式（９）］（シグマ・アルドリッチ社）、テオブロミン［下式（１０）］（シグマ・アルドリッチ社）、テオフィリン［下式（１１）］（シグマ・アルドリッチ社）またはカフェイン［下式（１２）］（シグマ・アルドリッチ社）を０．０１ｍｍｏｌ／ｌ含む各１５０ｍｍｏｌ／ｌ 食塩水１ｍｌを添加した。室温で１６時間インキュベートした後、遠心分離（４０００ｒｐｍ、１０分、室温）して被険液を得た。
【０１４２】
得られた各被険液について、各尿酸類似分子の特徴的な吸収（チミン；２６０ｎｍ；、テオブロミン；２７０ｎｍ、テオフィリン；２７０ｎｍ、カフェイン；２７０ｎｍ）を分光光度計（ベックマン・コールター社、ＤＵ８００）にて測定することにより、各残存尿酸類似分子を定量し、その結果から各残存尿酸類似分子量を算出した。その結果を表８に示す。
【０１４３】
下式（８）〜（１２）に示すように、各尿酸類似分子は尿酸と類似形状を有しているが、各尿酸類似分子の化学構造および大きさは実質的に尿酸と異なる。
【０１４４】
【化３】
【０１４５】
【表９】
【０１４６】
表９から明らかなように、尿酸に対する特異的認識部位を有する実施例２−９のポリマーは、同じ樹脂組成である実施例２−１５のポリマーよりも尿酸の高い吸着性能を示したが、各尿酸類似分子（チミン、テオブロミン、テオフィリンおよびカフェイン）に対しては極めて低い吸着性能を示した。このことから、尿酸のようなイミド構造を有する分子に対して主にＤＡＴ基をポリマーの特異的認識部位の形成に使用することによって、非特異的な吸着を抑制できることが分かった。
【０１４７】
すなわち、本発明の方法で調製したポリマーは、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基を多数用いることで、酸性水溶性標的物質に相補的な特異的認識部位を有し、該特異的認識部位により酸性水溶性標的物質に対する高い選択的吸着性能を示すことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】実施例１−１のポリマーによる尿酸吸着速度を示す。
【図２】ＤＡＴ−ＰＡＬＡの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
【請求項２】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーであって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマー。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
【請求項３】
前記鋳型分子が、酸性水溶性標的物質、または該酸性水溶性標的物質の擬似分子である請求項２に記載のポリマー。
【請求項４】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な１種以上の官能基で修飾されたポリマーである請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項５】
前記酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基が、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体およびシクロデキストリン誘導体のいずれか１であることを特徴とする請求項４に記載のポリマー。
【請求項６】
前記酸性水溶性標的物質が窒素代謝老廃物質、ヌクレオチドおよびアミノ酸のいずれか１であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項７】
前記窒素代謝老廃物質が尿酸であることを特徴とする請求項６に記載のポリマー。
【請求項８】
前記不飽和カルボニル架橋剤が２つ以上の不飽和カルボニル基を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項９】
前記アミノ基および／またはイミノ基と前記不飽和カルボニル基とのモル比が０．１５〜１．３５であることを特徴とする請求項８に記載のポリマー。
【請求項１０】
前記特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項１１】
水溶液中で酸性水溶性標的物質を選択的に吸着する請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項１２】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーの製造方法であって、該酸性水溶性標的物質との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得ることを特徴とするポリマーの製造方法。
【請求項１３】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーの製造方法であって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマーの製造方法。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
【請求項１４】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる１種以上の官能基を有するポリマーである請求項１２または１３に記載のポリマーの製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを用いて酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去する方法。
【請求項１】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーであって、アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋した構造であることを特徴とするポリマー。
【請求項２】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーであって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマー。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
【請求項３】
前記鋳型分子が、酸性水溶性標的物質、または該酸性水溶性標的物質の擬似分子である請求項２に記載のポリマー。
【請求項４】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、酸性水溶性標的物質と相互作用可能な１種以上の官能基で修飾されたポリマーである請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項５】
前記酸性水溶性標的物質と相互作用可能な官能基が、ジアミノトリアジン誘導体、ジアミノピリジン誘導体、グアニジン誘導体、イミダゾール誘導体、ポルフィリン誘導体およびシクロデキストリン誘導体のいずれか１であることを特徴とする請求項４に記載のポリマー。
【請求項６】
前記酸性水溶性標的物質が窒素代謝老廃物質、ヌクレオチドおよびアミノ酸のいずれか１であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項７】
前記窒素代謝老廃物質が尿酸であることを特徴とする請求項６に記載のポリマー。
【請求項８】
前記不飽和カルボニル架橋剤が２つ以上の不飽和カルボニル基を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項９】
前記アミノ基および／またはイミノ基と前記不飽和カルボニル基とのモル比が０．１５〜１．３５であることを特徴とする請求項８に記載のポリマー。
【請求項１０】
前記特異的認識部位により酸性水溶性標的物質と部分的に結合できることを特徴とする請求項２〜９のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項１１】
水溶液中で酸性水溶性標的物質を選択的に吸着する請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポリマー。
【請求項１２】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質を選択的に吸着するポリマーの製造方法であって、該酸性水溶性標的物質との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得ることを特徴とするポリマーの製造方法。
【請求項１３】
少なくとも１種の酸性水溶性標的物質に対する特異的認識部位を有するポリマーの製造方法であって、該特異的認識部位が以下の（１）および（２）の工程を含む分子インプリンティング法により水溶液中で形成されることを特徴とするポリマーの製造方法。
（１）少なくとも１種の鋳型分子の存在下で、該鋳型分子との相互作用が可能な少なくとも１種のアミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーと不飽和カルボニル架橋剤とをマイケル付加反応した後にラジカル重合する２段階の反応により架橋共重合体を得る工程
（２）工程（１）で得られた架橋共重合体から鋳型分子を遊離除去して該鋳型分子に対する特異的認識部位を形成する工程
【請求項１４】
前記アミノ基および／またはイミノ基を有するポリマーが、アミノ基および／またはイミノ基以外に、酸性水溶性標的物質と部分的に結合できる１種以上の官能基を有するポリマーである請求項１２または１３に記載のポリマーの製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを含む酸性水溶性標的物質吸着剤。
【請求項１６】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のポリマーを用いて酸性水溶性標的物質を選択的に分離または除去する方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１９７１３２（Ｐ２００９−１９７１３２Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４０１８９（Ｐ２００８−４０１８９）
【出願日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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