JP2007159874A - Ligand immobilization substrate and cell selective adsorbent - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は血液等の細胞浮遊液から、吸着材に固定されたアフィニティーリガンドによってターゲット細胞を選択的に吸着、除去あるいは回収するために用いられる細胞選択吸着材およびその製造方法に関する。さらに本発明は、特にペプチド型のアフィニティーリガンドを固定化して細胞選択吸着材を作成する場合に使用すると、リガンドの固定化後もリガンド本来のアフィニティーを失うことなく、リガンド性能が効果的に発現するリガンド固定化用基材、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a cell selective adsorbent used for selectively adsorbing, removing or recovering target cells from a cell suspension such as blood with an affinity ligand fixed to the adsorbent, and a method for producing the same. Furthermore, when the present invention is used for preparing a cell selective adsorbent by immobilizing a peptide type affinity ligand, the ligand performance is effectively expressed without losing the original affinity of the ligand even after the ligand is immobilized. The present invention relates to a ligand-immobilizing substrate and a method for producing the same.
近年、潰瘍性大腸炎やリウマチ等の自己免疫疾患の治療を目指し、患者の血液から白血球系細胞(主にリンパ球や顆粒球)を除去する「白血球除去療法」が用いられるようになってきた。この治療方法は、白血球系細胞を非選択的に吸着しうる水不溶性の吸着材を充填したカラムに患者の血液を通過させ、血液中の白血球系細胞を吸着除去することで免疫機能を制御しようとする血液体外循環法の一種である。
ところがこのような白血球除去療法は、免疫機能を担当する白血球系細胞を非選択的に全吸着除去しようとするものであるため、患者の免疫機能が必要以上に低下してしまうという懸念があり、最近では各疾患において特に大きな影響を与えると考えられる細胞のみを選択的に除去しようとする動きも活発化してきている。
In recent years, “leukocyte removal therapy” that removes leukocyte cells (mainly lymphocytes and granulocytes) from the blood of patients has been used to treat autoimmune diseases such as ulcerative colitis and rheumatism. . In this treatment method, let's control the immune function by passing the patient's blood through a column packed with a water-insoluble adsorbent that can adsorb leukocyte cells non-selectively and adsorbing and removing leukocyte cells in the blood. It is a kind of blood extracorporeal circulation method.
However, since such leukocyte removal therapy is intended to non-selectively remove all leukocyte cells responsible for immune function, there is a concern that the patient's immune function will be reduced more than necessary, Recently, a movement to selectively remove only cells that are considered to have a particularly large effect in each disease has been activated.
例えば、免疫応答の調整に主として関与しているのはCD4陽性細胞(CD4抗原をマーカーとして細胞表面に有する細胞)であるヘルパーT細胞と、CD8陽性細胞であるサプレッサーT細胞の2つであり、正常人ではこれらCD4陽性細胞とCD8陽性細胞の両者がバランスよく存在することで生体における免疫反応が適当な状態に保たれている。ところが何らかの原因で、血液中の両者の数比に大きな変動が生じると、生体内の免疫系制御システムに異常が発生し、人体に様々な悪影響を及ぼすという報告がなされるようになったことから、最近ではこれらを踏まえ、CD4陽性細胞を血液中より選択的に吸着除去しようとする細胞吸着材の開発が行われている。 For example, there are two types of helper T cells which are CD4 positive cells (cells having CD4 antigen as a marker on the cell surface) and suppressor T cells which are CD8 positive cells, which are mainly involved in regulating the immune response. In a normal person, these CD4 positive cells and CD8 positive cells exist in a well-balanced manner, so that the immune response in the living body is maintained in an appropriate state. However, for some reason, if there is a large fluctuation in the number ratio between the two in the blood, there is a report that abnormalities occur in the immune system control system in the living body and various adverse effects on the human body. Recently, based on these facts, cell-adsorbing materials for selectively adsorbing and removing CD4-positive cells from blood have been developed.
また再生医療分野では、造血幹細胞移植療法が、従来からの急性骨髄性白血病治療や再生不良性貧血治療だけでなく、最重症の末梢動脈閉塞性疾患(バージャー病、閉塞性動脈硬化症、糖尿病性壊疽等)に対しても血管新生治療としての有効性が示されてきたことから、十分な量の造血幹細胞を確保するための種々の技術開発も盛んに行われており、その一つの方法として患者本人の末梢血からCD34陽性細胞を選択的に吸着回収しようとする細胞吸着材開発も行われている。
その他、活性化マクロファージ、活性化白血球、炎症性白血球、腫瘍細胞、癌細胞などをターゲットとした選択的な細胞吸着材の開発に関する技術開示もなされており、血液のみならず、種々の細胞浮遊液からの種々の細胞をターゲットとする選択的な細胞吸着材の開発が今後も活発化すると考えられる(例えば、特許文献1参照)。
一般に細胞吸着材に用いる吸着基材の形状として、ビーズ状と繊維状が使用されることが多い。
In the field of regenerative medicine, hematopoietic stem cell transplantation therapy is used not only for the treatment of conventional acute myeloid leukemia and aplastic anemia, but also for the most severe peripheral arterial occlusive diseases (Burger disease, obstructive arteriosclerosis, diabetic). As a new method, various techniques for securing a sufficient amount of hematopoietic stem cells have been actively developed. Cell adsorbents that selectively adsorb and collect CD34 positive cells from the patient's own peripheral blood have also been developed.
In addition, technical disclosures regarding the development of selective cell adsorbents targeting activated macrophages, activated leukocytes, inflammatory leukocytes, tumor cells, cancer cells, etc. have been made, and not only blood but also various cell suspensions It is considered that the development of selective cell adsorbents targeting various cells from the future will continue to be active (see, for example, Patent Document 1).
In general, beads and fibers are often used as the shape of the adsorption substrate used for the cell adsorbent.
吸着基材に選択的な細胞吸着性能を付与する方法としては、基材表面にカチオン性官能基(例えば1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム基)やアニオン性官能基(例えば硫酸エステル基、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸エステル基)をバランスよく固定化して細胞の選択吸着を行う技術が従来から知られているが、このような方法では目標とする高い細胞選択性を発現させることが困難な場合が多い。
これに対し、高い細胞選択吸着性を得るために目的細胞の細胞表面に存在するタンパクおよび/または糖鎖に特異的な親和性を有するアフィニティーリガンドを用い、これを基材に固定化する方法は効果的である。特に細胞表面のタンパクおよび/または糖鎖に強い親和性を発現するアミノ酸配列を有した抗体や、抗体の抗原結合部位を含む抗体断片(F(ab)’、Fab、Fab’等)、さらにそのようなアミノ酸配列を有する合成ペプチド、またはそれらの修飾ペプチドが効果的であり、これらを吸着基材に共有結合にて固定化する方法が好ましいと考えられる。さらに血液中から選択的に細胞を除去または回収する細胞選択吸着材を製造する場合には、リガンドの安全性が高いこと、具体的にはリガンドの抗原性などは低いことが好ましいので、リガンドは相対的に分子量の小さなペプチド型のリガンドが好ましいと言える。
As a method for imparting selective cell adsorption performance to the adsorption substrate, cationic functional groups (for example, primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, quaternary ammonium group) or anionic property on the substrate surface A technique for selectively adsorbing cells by immobilizing functional groups (for example, sulfate ester group, sulfonic acid group, carboxyl group, phosphate ester group) in a well-balanced manner has been conventionally known. In many cases, it is difficult to express high cell selectivity.
On the other hand, in order to obtain a high cell selective adsorption property, an affinity ligand having a specific affinity for a protein and / or sugar chain present on the cell surface of the target cell and immobilizing it on a substrate is It is effective. In particular, antibodies having an amino acid sequence that expresses a strong affinity for cell surface proteins and / or sugar chains, antibody fragments (F (ab) ′, Fab, Fab ′, etc.) containing antigen binding sites of antibodies, A synthetic peptide having such an amino acid sequence or a modified peptide thereof is effective, and a method of immobilizing them on an adsorption substrate by a covalent bond is considered preferable. Furthermore, when producing a cell-selective adsorbent that selectively removes or collects cells from blood, it is preferable that the safety of the ligand is high, specifically the antigenicity of the ligand is low. It can be said that a peptide-type ligand having a relatively small molecular weight is preferable.
不織布等の吸着基材にペプチド型リガンドを固定化する場合、ペプチドが分子鎖末端やアミノ酸残基に有する官能基、例えばアミノ基、カルボキシル基、水酸基などを利用した共有結合にて基材に固定化することが好都合である。従って、吸着基材は、アミノ基、カルボキシル基、水酸基などと反応する官能基を少なくとも表面に有していれば良いことになる。
ところが抗体やペプチド型リガンドを吸着基材に固定化して細胞選択吸着材を作成する場合、リガンド分子中のアフィニティー発現部位(すなわち抗原結合部位)がリガンド分子の特定部位に局在している場合が一般的であるため、固定化方法によってはリガンドのアフィニティー発現部位をつぶしてしまうことで細胞選択吸着機能が全く発現しなくなることが起こることが多く、特にペプチドのような比較的小さなリガンドを固定化する場合、そのような現象が起こりやすい。すなわち、ペプチドリガンドの固定化に使用可能な官能基が単に基材不織布上に多数存在するだけではリガンド固定化用基材として十分とは言えず、そのような基材へのペプチドリガンド固定化後のリガンドアフィニティーの低下(言い換えれば目的細胞の吸着率低下)が起こらないように工夫されたリガンド固定化用基材を用いることが必要である。
When immobilizing peptide-type ligands on an adsorbent substrate such as a nonwoven fabric, the peptide is immobilized on the substrate by covalent bonding using functional groups, such as amino groups, carboxyl groups, and hydroxyl groups, at the molecular chain ends and amino acid residues. Is convenient. Therefore, the adsorbing substrate only needs to have at least a functional group that reacts with an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or the like on the surface.
However, when an antibody or peptide-type ligand is immobilized on an adsorption substrate to create a cell selective adsorbent, the affinity expression site in the ligand molecule (ie, the antigen binding site) may be localized at a specific site in the ligand molecule. In general, depending on the immobilization method, the affinity expression site of the ligand may be crushed and the cell selective adsorption function may not be expressed at all. In particular, relatively small ligands such as peptides are immobilized. Such a phenomenon is likely to occur. That is, simply having a large number of functional groups that can be used for immobilizing peptide ligands on a substrate nonwoven fabric is not sufficient as a substrate for immobilizing ligands, and after immobilizing peptide ligands on such substrates, It is necessary to use a ligand-immobilizing substrate that is devised so as not to cause a decrease in ligand affinity (in other words, a decrease in the adsorption rate of target cells).
不織布を基材とする選択的な細胞吸着材として、例えば特許文献2には表面に式:−CO−(CH2)n−X(XはCl、Br、Iの何れかの原子、nは1ないし10の整数を表す)で示されるような官能基の導入された、平均繊維径が1ないし30μmである不織布にCD4タンパクにアフィニティーを有するペプチドまたはその修飾ペプチドを固定化したことを特徴とするCD4陽性細胞捕集材が、また特許文献3には、表面にエポキシ基を有している平均繊維径が1ないし30μmである不織布にCD4タンパクにアフィニティーを有するペプチドまたはその修飾ペプチドを固定化したことを特徴とするCD4陽性細胞捕集材が開示されている。確かにこのような官能基はペプチド型リガンドの固定化は可能であるが、これら官能基を含めた基材の化学的な表面設計が特に工夫されていないので、このままではペプチド型のリガンド固定化用基材としては十分とはいえない可能性が考えられる。 As a selective cell adsorbent based on a nonwoven fabric, for example, Patent Document 2 discloses that the surface has the formula: —CO— (CH 2 ) n—X (X is any atom of Cl, Br, I, n is A peptide having an affinity for the CD4 protein or a modified peptide thereof is immobilized on a non-woven fabric having an average fiber diameter of 1 to 30 μm, into which a functional group as shown in FIG. CD4 positive cell collecting material to be used, and in Patent Document 3, a peptide having affinity for CD4 protein or a modified peptide thereof is immobilized on a non-woven fabric having an epoxy group on the surface and an average fiber diameter of 1 to 30 μm. A CD4-positive cell trapping material characterized by the above is disclosed. Certainly, such functional groups can immobilize peptide-type ligands, but the chemical surface design of the base material including these functional groups has not been specifically devised. There is a possibility that it may not be sufficient as a base material for use.
特にエポキシ基は、ポリオレフィン系不織布やセルロース系不織布への導入が比較的容易である上、ペプチド残基が有する官能基(主にアミノ基)との共有結合も可能であり、さらに必要であれば種々の官能基への変換も可能であるため、エポキシ基が固定化された不織布型のリガンド固定化用基材は、細胞選択吸着材の作成には非常に有効であると考えられる。しかしながら、特許文献3に記載されているような、グリシジルメタクリレートやその誘導体(エポキシ基とエステル基を結ぶメチレン基の数が2〜5のもの)を放射線照射グラフト重合法にて不織布(例えばポリエチレンやポリプロピレン不織布)へ固定化する方法でエポキシ基を導入したものは、これに抗体(免疫グロブリン、分子量は約150kDa)を固定化した場合は、抗体が有する本来の高いアフィニティーを問題なく発現して目的細胞を十分に捕捉する細胞選択吸着材を得ることが可能なケースが多いが、不思議な事にその抗原結合部位を有する抗体断片である分子量が50kDa程度のFab’をリガンドとして用いるとアフィニティー機能が大きく低下し、目的細胞の除去が殆どできないケースが多い。
すなわちリガンドの安全性やリガンド生産コストなどにおいて好ましい、分子量の比較的小さなペプチドを細胞選択吸着材のリガンドに用いて細胞選択吸着材を製造する場合には、リガンド固定化後も本来有するアフィニティーが失われることのないようにエポキシ基を含む不織布表面の化学構造が予め設計されたリガンド固定化用基材を使用することが好ましく、そのようなリガンド固定化用基材、およびそれを用いた細胞選択吸着材の開発が望まれている。
In particular, epoxy groups are relatively easy to introduce into polyolefin-based nonwoven fabrics and cellulose-based nonwoven fabrics, and can be covalently bonded to functional groups (mainly amino groups) of peptide residues. Since conversion into various functional groups is also possible, it is considered that a nonwoven fabric-type ligand immobilization base material on which an epoxy group is immobilized is very effective for producing a cell selective adsorbent. However, as described in Patent Document 3, glycidyl methacrylate or a derivative thereof (having 2 to 5 methylene groups connecting an epoxy group and an ester group) is irradiated with a nonwoven fabric (for example, polyethylene or Polypropylene nonwoven fabric) with epoxy group introduced by immobilization method, when antibody (immunoglobulin, molecular weight is about 150 kDa) is immobilized on this, the original high affinity of the antibody is expressed without any problem. In many cases, it is possible to obtain a cell-selective adsorbent that sufficiently captures cells, but strangely, when Fab ′ having a molecular weight of about 50 kDa, which is an antibody fragment having the antigen-binding site, is used as a ligand, the affinity function can be obtained. In many cases, the target cell is greatly reduced and the target cell can hardly be removed.
In other words, when a cell selective adsorbent is produced using a peptide having a relatively small molecular weight, which is preferable in terms of ligand safety and ligand production cost, as a ligand for the cell selective adsorbent, the inherent affinity after ligand immobilization is lost. It is preferable to use a substrate for immobilizing a ligand in which the chemical structure of the surface of the nonwoven fabric containing epoxy groups is designed in advance so as not to be damaged. Such a substrate for immobilizing a ligand and cell selection using the same Development of adsorbents is desired.
一方、エポキシ基を含めた基材の化学的な表面設計が工夫されたものとして、特許文献4にはスチレン−グリシジルメタクリレート重合体にスペーサー(特にエチレングリコールジグリシジルエーテル誘導体)を介して生理活性を有する物質を結合したミクロスフィア、およびこのミクロスフィアを用いて当該生理活性を有する物質に付着し得る物質、例えば特定のタンパク質を、当該物質を含有する混合物中(例えば細胞膜の破砕後、いくつかの処理工程を経て得られた細胞抽出液中)から分離する方法が開示されている。しかしこのようなミクロスフィアが、特定の細胞の吸着材としても優れた性能を発現するかに関しては全く知られておらず、特許文献4にもこのような概念に関する示唆も教示もなされていない。当然、通常のタンパク質と細胞ではサイズにおいて100〜1000倍程度も違うため要求される捕捉能力も異なるのであるから、吸着材の設計は、吸着基材の形状も含め対象に応じてそれぞれ行わなければならない。
本発明は、ペプチド型リガンド等のアフィニティリガンドを固定化して細胞選択吸着材を作成する際に、リガンド固定化後も本来のアフィニティーが低下することのないように基材表面の化学構造の設計が施され、しかもエポキシ基を固定化用官能基として有する多孔膜型のリガンド固定化用基材およびその製造方法を提供することである。さらに本発明は、本発明のリガンド固定化用基材にペプチド型リガンド等のアフィニティリガンドを固定化することで、ターゲット細胞の優れた選択吸着性能を発現し、しかも安全性やコストパフォーマンスにも優れた多孔膜型の細胞選択吸着材およびその製造方法を提供することである。 In the present invention, when an affinity ligand such as a peptide-type ligand is immobilized to prepare a cell selective adsorbent, the chemical structure of the substrate surface is designed so that the original affinity does not decrease even after the ligand is immobilized. It is another object of the present invention to provide a porous membrane type ligand immobilization base material having an epoxy group as an immobilization functional group and a method for producing the same. Furthermore, the present invention expresses excellent selective adsorption performance of target cells by immobilizing an affinity ligand such as a peptide-type ligand on the ligand-immobilizing substrate of the present invention, and is also excellent in safety and cost performance. Another object is to provide a porous membrane type cell selective adsorbent and a method for producing the same.
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
1)多孔膜の少なくとも表面部分に、エポキシ基および窒素原子を含む式(1)で示される化学構造基の少なくとも1種が化学的に結合していることを特徴とするリガンド固定化用基材。
3)リガンド固定化用基材1gに含まれるエポキシ基の含有量が1〜500(μmol/g)であり、同じく窒素原子の含有量が10〜2000(μmol/g)であることを特徴とする上記1)又は2)に記載のリガンド固定化用基材。
4)多孔膜が、平均繊維径0.1μm〜50μmの不織布であることを特徴とする上記1)〜3)のいずれかに記載のリガンド固定化用基材。
5)上記1)〜4)のいずれかに記載のリガンド固定化用基材に、特定の細胞表面に親和性を有するアフィニティーリガンドの少なくとも1種を固定化したことを特徴とする細胞選択吸着材。
6)特定の細胞がCD4陽性細胞である上記5)に記載の細胞選択吸着材。
7)アフィニティーリガンドがペプチド型リガンドであることを特徴とする上記5)又は6)に記載の細胞選択吸着材。
8)ペプチド型リガンドの分子量が0.5〜130kDaである上記7)に記載の細胞選択吸着材。
9)多孔膜の少なくとも表面部分に化学的に結合されたエポキシ基にアンモニアおよび/または1級アミン化合物を反応させる工程、および該工程によって生成する1級アミノ基および/または2級アミノ基を少なくとも表面部分に有する多孔膜にジグリシジル化合物の少なくとも1種を反応させる工程を含むことを特徴とするリガンド固定化用基材の製造方法。
10)ジグリシジル化合物が、式(4)で示される化学構造から選ばれることを特徴とする上記9)に記載のリガンド固定化用基材の製造方法。
11)多孔膜の少なくとも表面部分に化学的に結合されたエポキシ基が、エポキシ基を有する重合性モノマーを少なくとも用いた放射線照射グラフト重合法によって得られた重合体に由来するものであることを特徴とする上記9)または10)に記載のリガンド固定化用基材の製造方法。
12)上記5)〜8)のいずれかに記載の細胞選択吸着材を充填してなることを特徴とする細胞選択吸着カラム。
13)上記12)に記載の細胞選択吸着カラムを用いて細胞浮遊液中のターゲット細胞を吸着する方法。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
1) A substrate for immobilizing a ligand, characterized in that at least one chemical structural group represented by the formula (1) containing an epoxy group and a nitrogen atom is chemically bonded to at least a surface portion of the porous membrane. .
3) The content of epoxy groups contained in 1 g of the ligand immobilizing substrate is 1 to 500 (μmol / g), and the content of nitrogen atoms is also 10 to 2000 (μmol / g). The ligand immobilization substrate according to 1) or 2) above.
4) The substrate for immobilizing a ligand according to any one of 1) to 3) above, wherein the porous membrane is a non-woven fabric having an average fiber diameter of 0.1 μm to 50 μm.
5) A cell-selective adsorbent comprising at least one affinity ligand having affinity for a specific cell surface immobilized on the ligand-immobilizing substrate according to any one of 1) to 4) above .
6) The cell selective adsorbent according to 5) above, wherein the specific cells are CD4 positive cells.
7) The cell-selective adsorbent according to 5) or 6) above, wherein the affinity ligand is a peptide-type ligand.
8) The cell-selective adsorbent according to 7) above, wherein the peptide-type ligand has a molecular weight of 0.5 to 130 kDa.
9) a step of reacting ammonia and / or a primary amine compound with an epoxy group chemically bonded to at least a surface portion of the porous membrane, and at least a primary amino group and / or a secondary amino group generated by the step A method for producing a substrate for immobilizing a ligand, comprising a step of reacting at least one diglycidyl compound with a porous film on a surface portion.
10) The method for producing a substrate for immobilizing a ligand according to 9) above, wherein the diglycidyl compound is selected from the chemical structure represented by the formula (4).
11) The epoxy group chemically bonded to at least the surface portion of the porous film is derived from a polymer obtained by a radiation irradiation graft polymerization method using at least a polymerizable monomer having an epoxy group. The method for producing a substrate for immobilizing a ligand according to 9) or 10) above.
12) A cell selective adsorption column comprising the cell selective adsorbent according to any one of 5) to 8) above.
13) A method for adsorbing target cells in a cell suspension using the cell selective adsorption column described in 12) above.
一般にペプチド型リガンド等のアフィニティリガンドを基材に固定化した場合、リガンドが本来有するアフィニティーを十分に発現しなくなってしまうという問題点があったが、本発明のリガンド固定化用基材を用いると、固定化後もペプチド型リガンドのアフィニティー活性が維持されるので、血液等の細胞浮遊液からターゲット細胞を効果的に選択吸着できる。しかも、本発明のリガンド固定化用基材の製造方法は非常に簡便である。従って本発明のリガンド固定化用基材を用いれば、安全性や製造コストに優れたペプチド型リガンドが固定化されている上、ターゲット細胞に対する高い選択吸着性を有し、しかも製造が容易であってコストパフォーマンスにも優れた細胞選択吸着材を提供することが可能となる。 In general, when an affinity ligand such as a peptide-type ligand is immobilized on a base material, there is a problem that the affinity inherent in the ligand is not sufficiently expressed. However, when the base material for immobilizing a ligand of the present invention is used, Since the affinity activity of the peptide-type ligand is maintained even after immobilization, the target cells can be effectively selectively adsorbed from a cell suspension such as blood. Moreover, the method for producing a substrate for immobilizing a ligand of the present invention is very simple. Therefore, when the ligand-immobilizing substrate of the present invention is used, a peptide-type ligand excellent in safety and production cost is immobilized, and it has a high selective adsorption property to target cells and is easy to produce. In addition, it is possible to provide a cell selective adsorbent having excellent cost performance.
以下、本発明を詳細に説明する。
リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材
本発明のリガンド固定化用基材は、多孔膜の少なくとも表面部分に式(1)で示される化学構造基の少なくとも1種が化学的に結合していることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Ligand immobilization substrate and cell selective adsorbent material The ligand immobilization substrate of the present invention has at least one chemical structural group represented by the formula (1) chemically bonded to at least the surface portion of the porous membrane. It is characterized by being.
炭素数1〜5のアルキル基が有する1つ以上の水素原子をOH基で置換した化学構造基としては、例えばメチル基の1つの水素がOH基で置換されたものであるメチロール基、エチル基の1つの水素がOH基で置換されたものである2−ヒドロキシエチル基等が挙げられるが、これらには限定されない。この場合の炭素数は1〜5であるが、1〜3が好ましく、1〜2が特に好ましい。炭素数が6以上であると、リガンド固定化における立体障害となる場合があるので好ましくない。 Examples of the chemical structure group obtained by substituting one or more hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms with an OH group include, for example, a methylol group or an ethyl group in which one hydrogen of a methyl group is substituted with an OH group. A 2-hydroxyethyl group in which one hydrogen is substituted with an OH group, but is not limited thereto. In this case, the carbon number is 1 to 5, preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 to 2. A carbon number of 6 or more is not preferable because it may cause steric hindrance in ligand immobilization.
式(1)および式(2)のnは1〜4の整数であるが、nは1〜3であることが好ましく、nは1〜2であることがさらに好ましく、nは1であることが特に好ましい。nが5以上であると、リガンド固定化用基材の表面親水性が高くなってタンパク等の吸着を抑制する構造になってしまうし、またリガンド固定化用官能基であるエポキシ基が基材の最表面に存在する確率も低下してしまうため、いずれもペプチド型リガンドの固定化を十分に行うことが困難になるので好ましくない。 N in Formula (1) and Formula (2) is an integer of 1 to 4, but n is preferably 1 to 3, n is more preferably 1 to 2, and n is 1. Is particularly preferred. If n is 5 or more, the surface of the substrate for immobilizing the ligand will have a high surface hydrophilicity, resulting in a structure that suppresses adsorption of proteins and the like, and the epoxy group that is a functional group for immobilizing the ligand is the substrate. Since the probability of existing on the outermost surface of the protein also decreases, it is difficult to sufficiently immobilize the peptide-type ligand.
本発明のリガンド固定化用基材は、多孔膜の少なくとも表面部分に式(1)で示される化学構造基の少なくとも1種が化学的に結合していることが特徴であるが、その化学構造基がどのような様式にて多孔膜の少なくとも表面部分に結合しているかについては特に限定されない。ただし、式(1)で示される化学構造基をZとする時、Zの多孔膜の表面での結合が、少なくとも多孔膜の表面部分を構成する膜成分であるアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系重合体に含まれる式(3)で示されるモノマーユニット構造の一部としての結合であることが好ましい。 The base material for immobilizing a ligand of the present invention is characterized in that at least one chemical structural group represented by the formula (1) is chemically bonded to at least a surface portion of a porous membrane. There is no particular limitation as to how the group is bonded to at least the surface portion of the porous membrane. However, when the chemical structural group represented by the formula (1) is Z, the bond on the surface of the porous film of Z is an acrylic ester or methacrylic ester based film component constituting at least the surface portion of the porous film. A bond as a part of the monomer unit structure represented by the formula (3) contained in the polymer is preferable.
ここでアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系重合体とは、式(3)で示されるモノマーユニット構造だけからなるものでも良いが、他の重合性モノマー(アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルに限定されない)を共重合成分として含有する共重合体であっても構わない。ただし、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系重合体を構成する全モノマーユニット数をM1とし、その中に含まれる式(3)で示されるモノマーユニット構造数をM2とすれば、M2/M1の値は、0.05〜1が好ましく、0.2〜1がより好ましく、0.5〜1がさらに好ましく、0.8〜1が特に好ましく、1が最も好ましい。M2/M1の値が0.05未満であると本発明のリガンド固定化用基材が有するエポキシ基の量が少なくなるのでリガンドが十分に固定できなくなり好ましくない。 Here, the acrylic ester or methacrylic ester polymer may be composed only of the monomer unit structure represented by the formula (3), but other polymerizable monomers (not limited to acrylic ester or methacrylic ester). May be a copolymer containing as a copolymerization component. However, if the total number of monomer units constituting the acrylic acid ester or methacrylic acid ester polymer is M1, and the number of monomer unit structures represented by the formula (3) contained therein is M2, the value of M2 / M1 Is preferably 0.05 to 1, more preferably 0.2 to 1, still more preferably 0.5 to 1, particularly preferably 0.8 to 1, and most preferably 1. When the value of M2 / M1 is less than 0.05, the amount of the epoxy group contained in the ligand-immobilizing base material of the present invention is small, so that the ligand cannot be sufficiently immobilized.
ここで他の重合性モノマーは特に限定されず、どのようなものでも構わないが、例えば(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート類や、(メタ)アクリルアミド、N−1置換(メタ)アクリルアミド、N,N−2置換(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類のような親水性モノマーの他、(メタ)アクリル酸メチル、酢酸ビニルなどが代表的なものとして挙げられる。 Here, the other polymerizable monomer is not particularly limited and may be any one. For example, (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylates, hydroxybutyl (meta ) Acrylates, (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, N-substituted (meth) acrylamide, hydrophilic monomers such as (meth) acrylamides such as N, N-2-substituted (meth) acrylamide, (meth) acrylic acid Typical examples include methyl and vinyl acetate.
なお、式(1)〜(3)の化学構造基は、官能基特有の化学反応を利用した化学分析、およびいくつかの高分子固体表面解析機器を使用した総合的な解析技術によって確認することができる。例えば、エポキシ基の定性および定量分析は、公知のチオ硫酸ナトリウム試験法(J.Chem.Soc.,1950,2857参照)を用いれば可能である。また高分子固体表面解析機器としては、例えばフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)、X線光電子分光分析装置(XPS)、オージェ電子分光装置(AES)、二次イオン質量分析装置(SIMS)、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)、固体高分解能核磁気共鳴分析装置(solid−state NMR)等が挙げられる。 The chemical structural groups of the formulas (1) to (3) should be confirmed by chemical analysis using chemical reactions peculiar to functional groups and comprehensive analysis techniques using several polymer solid surface analysis equipment. Can do. For example, qualitative and quantitative analysis of epoxy groups can be performed using a known sodium thiosulfate test method (see J. Chem. Soc., 1950, 2857). Examples of polymer solid surface analysis equipment include a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR), an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), an Auger electron spectrometer (AES), and a secondary ion mass spectrometer (SIMS). ), Time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS), solid high-resolution nuclear magnetic resonance analyzer (solid-state NMR), and the like.
本発明のリガンド固定化用基材の1gに含まれるエポキシ基の含有量は、1〜500(μmol/g)であることが好ましい。さらに5〜400(μmol/g)であることがより好ましく、10〜300(μmol/g)であることが特に好ましい。エポキシ基の含有量が、1(μmol/g)未満であると、リガンドの固定化が十分に行われない可能性があるし、500(μmol/g)を超えると過剰のエポキシ基(またはそれを変換して得られる別種の固定化用官能基)が立体障害となり逆にリガンドの、特にペプチド型リガンドの固定化反応を阻害する可能性があるため、いずれも好ましくない。 The content of the epoxy group contained in 1 g of the base material for immobilizing a ligand of the present invention is preferably 1 to 500 (μmol / g). Furthermore, it is more preferable that it is 5-400 (micromol / g), and it is especially preferable that it is 10-300 (micromol / g). If the epoxy group content is less than 1 (μmol / g), the ligand may not be immobilized sufficiently, and if it exceeds 500 (μmol / g), excess epoxy group (or more Any other type of immobilization functional group obtained by converting the above becomes a steric hindrance and conversely inhibits the immobilization reaction of ligands, particularly peptide-type ligands.
本発明に言うリガンド固定化用基材1gに含まれるエポキシ基の含有量とは、公知のチオ硫酸ナトリウム試験法(J.Chem.Soc.,1950,2857参照)に準じて測定される値である。具体的には、得られた多孔膜の所定量を充分な量のチオ硫酸ナトリウム水溶液に浸漬し、80℃で1時間保った後、フェノールフタレインを少量加え、エポキシ基とチオ硫酸ナトリウムの反応で発生したOH基量を塩酸水溶液にて滴定する方法であり、あくまでも水中にて測定される値である。 The content of the epoxy group contained in 1 g of the ligand-immobilizing base material referred to in the present invention is a value measured according to a known sodium thiosulfate test method (see J. Chem. Soc., 1950, 2857). is there. Specifically, a predetermined amount of the obtained porous membrane is immersed in a sufficient amount of aqueous sodium thiosulfate solution and kept at 80 ° C. for 1 hour, and then a small amount of phenolphthalein is added to react the epoxy group with sodium thiosulfate. This is a method of titrating the amount of OH groups generated in step 1 with an aqueous hydrochloric acid solution, and is a value measured in water to the last.
また本発明のリガンド固定化用基材が有する窒素原子の含有量は、10〜2000(μmol/g)であることが好ましい。さらに50〜1500(μmol/g)であることがより好ましく、80〜1000(μmol/g)であることが特に好ましい。窒素原子量が10(μmol/g)未満であると必然的にエポキシ基の含有量(導入量)が小さいので好ましくないし、また2000(μmol/g)を超えても逆にエポキシ基の含有量(導入量)が低いという傾向が見られるため好ましくない。基材が有する窒素原子の含有量は、市販のパイロ発光法窒素分析装置(例えばANTEK社製 ANTEK7000)にて測定することが可能である。 Moreover, it is preferable that content of the nitrogen atom which the base material for ligand fixation of this invention has is 10-2000 (micromol / g). Furthermore, it is more preferable that it is 50-1500 (micromol / g), and it is especially preferable that it is 80-1000 (micromol / g). If the nitrogen atom content is less than 10 (μmol / g), the epoxy group content (introduced amount) is inevitably small, and this is not preferable. Even if it exceeds 2000 (μmol / g), the epoxy group content ( This is not preferable because the amount of introduction) tends to be low. The nitrogen atom content of the substrate can be measured with a commercially available pyroluminescence nitrogen analyzer (for example, ANTEK7000 manufactured by ANTEK).
本発明に用いる多孔膜は、細胞浮遊液を通過させる連通孔を有し、しかも細胞浮遊液が連通孔を通過中に、連通孔の少なくとも表面部分に存在するアフィニティーリガンドとの接触によってターゲット細胞が吸着されるのであればどのような構造であっても構わず特に限定されない。連通孔とは、支持多孔膜の一方の膜面から反対側の膜面にかけて連通した孔のことであって、その連通孔を通して液体が通過するとこができるのであれば、その孔の膜表面の形状や膜内部の構造はどのようなものであってもよい。 The porous membrane used in the present invention has a communication hole through which the cell suspension is allowed to pass, and while the cell suspension is passing through the communication hole, the target cell is brought into contact with the affinity ligand present on at least the surface portion of the communication hole. Any structure can be used as long as it is adsorbed. The communication hole is a hole communicating from one membrane surface of the support porous membrane to the opposite membrane surface, and if the liquid can pass through the communication hole, the pore surface of the membrane The shape and the structure inside the film may be anything.
多孔膜を形成する素材としては、天然高分子、合成高分子、再生高分子等の有機高分子化合物、ガラスや金属に代表される無機化合物、さらに有機/無機ハイブリッド化合物などが挙げられるが特に限定されない。多孔膜としては、これらの素材から得られる繊維状物(中実繊維や中空繊維)を用いて製造される不織布、織布、編布、メッシュ等が挙げられる。また、有機高分子素材や無機高分子素材を熱溶融した状態、溶媒によって溶解した溶液状態、可塑剤を用いて可塑化した状態等から、発泡法、相分離法(熱誘起相分離法や湿式相分離法)、延伸法、焼結法等によって得ることができるシート状膜(平膜)や中空糸膜も使用できる。特に本発明で用いられる多孔膜として好ましいものとしては、細胞浮遊液の透過性、および細胞捕捉性の観点から、各種繊維状物から製造される不織布、織布、編布、メッシュ等が挙げられ、特に不織布は好ましく用いられる多孔膜である。 Examples of the material for forming the porous film include organic polymer compounds such as natural polymers, synthetic polymers, and regenerated polymers, inorganic compounds typified by glass and metal, and organic / inorganic hybrid compounds. Not. Examples of the porous membrane include non-woven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics, and meshes manufactured using fibrous materials (solid fibers and hollow fibers) obtained from these materials. In addition, from the state in which an organic polymer material or an inorganic polymer material is melted by heat, in a solution state dissolved by a solvent, or in a state plasticized with a plasticizer, a foaming method, a phase separation method (thermally induced phase separation method or wet method) A sheet-like membrane (flat membrane) or a hollow fiber membrane that can be obtained by a phase separation method), a stretching method, a sintering method, or the like can also be used. Particularly preferred porous membranes used in the present invention include nonwoven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics, meshes and the like produced from various fibrous materials from the viewpoint of permeability of cell suspension and cell trapping properties. In particular, a nonwoven fabric is a porous film that is preferably used.
多孔膜に用いられる素材としては、有機高分子素材が特に加工性の面から好ましく、例えばポリアルキレンテレフタレート類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、ポリ(メタ)アクリル酸エステル類、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、エチレン/ビニルアルコール共重合体(エバール)、エチレン/ビニルアセテート共重合体、ポリビニルアセタール、ポリスチレン、ポリスルホン類、セルロース及びセルロース誘導体類、ポリフェニレンエーテル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等、及びこれらを構成するモノマーの共重合体、更には上記高分子の1種又は2種以上のアロイ、ブレンド等が挙げられる。 As a material used for the porous film, an organic polymer material is particularly preferable from the viewpoint of processability. For example, polyalkylene terephthalates, polycarbonates, polyurethanes, poly (meth) acrylates, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, ethylene / Vinyl alcohol copolymer (Eval), ethylene / vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetal, polystyrene, polysulfones, cellulose and cellulose derivatives, polyphenylene ethers, polyethylene, polypropylene, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyfluoride Examples thereof include vinylidene and the like, copolymers of monomers constituting these, and one or more alloys, blends and the like of the above polymers.
本発明のリガンド固定化用基材は、既述の式(1)〜(3)で示される構造が多孔膜の内部から表面までほぼ均一に分布していても構わないし、表面付近に偏在した構造であっても構わない。しかし、式(1)〜(3)の構造が多孔膜の内部にまで存在していても、リガンド固定化用基材の性能には殆ど無関係である上、逆に多孔膜の機械的強度低下にも繋がる可能性があるので、式(1)〜(3)の構造は多孔膜の表面付近に偏在した構造であることが好ましい。なお、式(1)〜(3)の構造が多孔膜の表面付近に偏在した構造は、後述の「リガンド固定化用基材の製造方法」の項にて述べるように、予め製造された多孔膜材料(不織布等)の表面を利用した表面化学反応法(高分子反応やグラフト重合反応)やコーティング法によって得ることができる。
なお本発明に言う「多孔膜の表面部分」とは、例えば平膜の場合にはその表裏のみを意味するのではなく、平膜内部に存在する微細孔内部の表面(連通孔の表面)をも含むものである。特に多孔膜が不織布の場合は、それを構成する繊維の全表面(繊維交絡部は除く)が多孔膜の表面部分である。すなわち、多孔膜のうち、対象となる細胞浮遊液と接する部分をいう。
本発明の細胞選択吸着材は、特定の細胞表面に選択的親和性を有するアフィニティーリガンドの少なくとも1種を本発明のリガンド固定化用基材に固定化したものである。
In the base material for immobilizing a ligand of the present invention, the structure represented by the above-mentioned formulas (1) to (3) may be distributed almost uniformly from the inside to the surface of the porous membrane, and is unevenly distributed near the surface. It may be a structure. However, even if the structures of the formulas (1) to (3) exist up to the inside of the porous membrane, it is almost irrelevant to the performance of the ligand-immobilizing base material, and conversely, the mechanical strength of the porous membrane is reduced. Therefore, the structures of the formulas (1) to (3) are preferably unevenly distributed near the surface of the porous film. The structure in which the structures of the formulas (1) to (3) are unevenly distributed in the vicinity of the surface of the porous membrane is a porous material manufactured in advance as described in the section of “Manufacturing Method of Ligand Immobilizing Substrate” described later. It can be obtained by a surface chemical reaction method (polymer reaction or graft polymerization reaction) utilizing the surface of a membrane material (nonwoven fabric or the like) or a coating method.
The “surface portion of the porous membrane” referred to in the present invention does not mean, for example, only the front and back sides in the case of a flat membrane, but the surface inside the fine pores (surface of the communicating holes) existing in the flat membrane. Is also included. In particular, when the porous film is a non-woven fabric, the entire surface of the fibers constituting the porous film (excluding the fiber entangled part) is the surface part of the porous film. That is, it refers to the portion of the porous membrane that contacts the target cell suspension.
The cell selective adsorption material of the present invention is obtained by immobilizing at least one kind of affinity ligand having a selective affinity on a specific cell surface on the ligand immobilization substrate of the present invention.
本発明においてリガンド固定化用基材に固定化されるアフィニティーリガンドは、特定の細胞表面に対して選択的アフィニティー(選択的親和性)を発現する分子であれば特に制限されず、例えば分子量が500以下程度の低分子化合物リガンド、金属イオンが配位したような有機金属錯体リガンドや、糖鎖リガンド、またはRNAアプタマ−やDNAアプタマ−と呼ばれる核酸リガンド等が挙げられる。ただし優れた細胞吸着能を発現させるのであれば、ターゲット細胞の表面に特有のタンパクに極めて高いアフィニティーを有する抗体やキメラ抗体、抗体が有する重鎖または軽鎖の可変領域を構成しているアミノ酸配列中の相補性決定領域を形成しうるアミノ酸配列を有するF(ab’)2、Fab、Fab’、およびその他ペプチドまたはその修飾ペプチド型のリガンドの使用が好ましい。特に本発明の細胞選択吸着材を体外血液循環法にて血液中の特定細胞を吸着除去または回収するために用いる場合、人体への安全性を考慮すれば抗原性の小さいものが好ましく、さらに製造コストもできるだけ低いものが好ましいため、抗体よりも分子量の小さい合成ペプチドおよびその修飾ペプチド類をリガンドとすることは好ましい。またこのようなペプチド型リガンドを用いた場合に本発明のリガンド固定化用基材の優れた効果が顕著となるので、このような観点からもペプチド型のリガンドが好ましいと言える。 In the present invention, the affinity ligand immobilized on the ligand immobilization substrate is not particularly limited as long as it is a molecule that expresses selective affinity (selective affinity) for a specific cell surface. Examples include the following low molecular compound ligands, organometallic complex ligands coordinated with metal ions, sugar chain ligands, or nucleic acid ligands called RNA aptamers and DNA aptamers. However, as long as excellent cell adsorption ability is expressed, the amino acid sequence that constitutes the variable region of the heavy chain or light chain of the antibody or chimeric antibody having an extremely high affinity for the protein specific to the surface of the target cell Preference is given to the use of ligands of F (ab ′) 2 , Fab, Fab ′, and other peptides or modified peptides thereof having an amino acid sequence capable of forming a complementarity determining region therein. In particular, when the cell-selective adsorbent of the present invention is used for adsorption removal or recovery of specific cells in blood by the extracorporeal blood circulation method, it is preferable to use a material with low antigenicity in consideration of safety to human body. Since it is preferable that the cost is as low as possible, it is preferable to use a synthetic peptide having a molecular weight smaller than that of an antibody and a modified peptide thereof as a ligand. Further, when such a peptide-type ligand is used, the excellent effect of the ligand-immobilizing base material of the present invention becomes remarkable. Therefore, it can be said that a peptide-type ligand is preferable from this viewpoint.
合成ペプチドおよびその修飾ペプチド類とは、主に蛋白工学もしくは分子生物学および遺伝子工学的手法を用いて作成した人工的な分子である。これらは人工的な分子であることから、熱安定性の優れたものを大量生産により低価格で供給できるメリットがある。こうした分子は対象分子に対して特異的に結合することから人工抗体と呼ばれることもある。人工抗体は、通常、抗体V領域の3次構造と類似の構造分子を利用してそのループ形成部分をランダム化もしくは抗体V遺伝子のCDR3を組み込むことにより作製する。例えばProtein Aを抗体化したAffibody(K.Nord,O.Nord,M.Uhlen,et al.,Eur.J.Biochem.,268,4269(2001).)、GFPを抗体化した光る抗体であるFluorobody(I.S.Kim,J.H.Shim,Y.T.Suh,et al.,Biosci.Biotechnol.Biochem.,66,1148(2002).)、フィブロネクチンのドメイン10を抗体化したMinibody(V.Batori、A.Koide、S.Koide、Protein Eng.,15,1015(2002).)、ペプチドミミック分子と抗体の融合分子であるPepbody(E.Lunde,V.Lauvrak,I.B.Rasmussen,et al.,Biochem.Soc.Trans.,30,500(2002).)、ラクダ抗体の構造を利用した一本鎖抗体であるNanobody(A.Muruganandam,J.Tanha,S.Narang,D.Stanimirovic,The FASEB J.,16,240(2002).)などが挙げられる。 Synthetic peptides and modified peptides thereof are artificial molecules created mainly using protein engineering or molecular biology and genetic engineering techniques. Since these are artificial molecules, there is an advantage that a material having excellent thermal stability can be supplied at low cost by mass production. Such molecules are sometimes called artificial antibodies because they bind specifically to the target molecule. Artificial antibodies are usually prepared by randomizing the loop-forming part using a structural molecule similar to the tertiary structure of the antibody V region or incorporating CDR3 of the antibody V gene. For example, Affibody (K. Nord, O. Nord, M. Uhlen, et al., Eur. J. Biochem., 268, 4269 (2001).) In which Protein A is antibodyized, and a luminescent antibody in which GFP is antibodyized. Fluorobody (IS Kim, JH Shim, YT Suh, et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 66, 1148 (2002).), Minibody (fibronectin domain 10 antibodyized) V. Batori, A. Koide, S. Koide, Protein Eng., 15, 1015 (2002).), Pepbody (E. Lunde, V. Lauvrak, IB Rasmussen, a fusion molecule of a peptide mimic molecule and an antibody). et al., Biochem. Soc. Trans., 30, 500 (2002).), Nanobody (A. Muruganandam, J. Tanha, S. Nanang, D. Stanimirobic), a single chain antibody utilizing the structure of a camel antibody. , The FASEB J., 16, 240 (2002).).
ペプチド型リガンドを用いる場合、安全性を考慮すれば、その分子量は0.5〜130kDaが好ましく、さらに好ましくは0.5〜100kDa、特に好ましくは0.5〜60kDa、特に好ましくは0.5〜40kDaである。 In the case of using a peptide-type ligand, considering safety, the molecular weight is preferably 0.5 to 130 kDa, more preferably 0.5 to 100 kDa, particularly preferably 0.5 to 60 kDa, particularly preferably 0.5 to 40 kDa.
本発明の細胞選択吸着材が選択的に捕捉するターゲット細胞は特に限定されないが、例えば血液中のCD4陽性細胞が挙げられ、この場合では細胞の表面マーカーであるCD4タンパク(マーカー)をリガンドのターゲットとする。このような細胞選択除去の際にターゲットとなる細胞表面のマーカーは何れのものでも良好に用いられるが、その他例をあげると、リンパ球の表面マーカーであるCD4、CD3、CD2、CD1a、CD1b、CD1c、CD2、CD2R、CD5、CD6、CD7、CD8、CD9、CD11a、CD18、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD24、CD37、CD40、CD72、CD77、CD79b、CD80、CD81等の各タンパク、その他CD13、CD14、CD15、CD16、CD32、CD33、CD34、CD35、CD64、CD65、CDw65、CD66b、CD66e、CD89、CDw90、CD56、CD57、CD94、CD105、CD106、CD46、CD9、CD31、CD36、CD41、CD42a、CD42b、CD63、CD11a、CD11b、CD11c、CD1829、CD44、CD48、CD49a、CD49b、CD49c、CD49d、CD49e、CD49f、CD50、CD51、CD54、CD58、CD61、CD62E、CD62L、CD62P、CD103、CD26、CD30、CD69、CD70、CD71、CD95、CD25、CD117、CD122、CDw124、CD126、CD127等の各タンパクが挙げられる。 The target cells that are selectively captured by the cell selective adsorption material of the present invention are not particularly limited, and examples thereof include CD4 positive cells in blood. In this case, a CD4 protein (marker), which is a cell surface marker, is used as a ligand target. And Any cell surface marker that can be used as a target for such selective cell removal can be used, but other examples include lymphocyte surface markers CD4, CD3, CD2, CD1a, CD1b, Each protein such as CD1c, CD2, CD2R, CD5, CD6, CD7, CD8, CD9, CD11a, CD18, CD19, CD20, CD21, CD22, CD23, CD24, CD37, CD40, CD72, CD77, CD79b, CD80, CD81, Other CD13, CD14, CD15, CD16, CD32, CD33, CD34, CD35, CD64, CD65, CDw65, CD66b, CD66e, CD89, CDw90, CD56, CD57, CD94, CD105, CD106, CD46, CD9, CD3 1, CD36, CD41, CD42a, CD42b, CD63, CD11a, CD11b, CD11c, CD1829, CD44, CD48, CD49a, CD49b, CD49c, CD49d, CD49e, CD49f, CD50, CD51, CD54, CD58, CD61, CD62E, CD62L, Examples of the protein include CD62P, CD103, CD26, CD30, CD69, CD70, CD71, CD95, CD25, CD117, CD122, CDw124, CD126, and CD127.
本発明のリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材の平均気孔径は、血液中にて使用される細胞選択吸着材の場合において血球の目詰まりや圧力損失の増大などの点から1μm以上が好ましく、また細胞捕捉性の点から30μm以下が好ましい。より好ましくは1〜20μm、特に好ましくは2〜10μmである。ここで平均気孔径とは、ASTM−F316−86に記載されているバブルポイント法に準じてPROFIL液(COULTER ELECTRONICS社製)中にて測定される値である。 In the case of the cell selective adsorbent used in blood, the average pore size of the ligand-immobilizing substrate and the cell selective adsorbent of the present invention is 1 μm or more in view of clogging of blood cells and increase in pressure loss. It is preferably 30 μm or less from the viewpoint of cell trapping properties. More preferably, it is 1-20 micrometers, Most preferably, it is 2-10 micrometers. Here, the average pore diameter is a value measured in a PROFIL solution (manufactured by COULTER ELECTRONICS) according to the bubble point method described in ASTM-F316-86.
また、本発明のリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材の膜厚は、大きすぎると濾過速度が著しく低下したり濾過後の残液量も多くなるため、好ましくは5mm以下、より好ましくは3mm以下、最も好ましくは1mm以下である。一方膜厚が薄すぎると、強度低下による膜破れ等に繋がるため、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、最も好ましくは10μm以上である。 The film thickness of the ligand-immobilizing substrate and cell-selective adsorbent of the present invention is preferably 5 mm or less, more preferably because the filtration rate is significantly reduced or the amount of residual liquid after filtration is increased if it is too large. 3 mm or less, most preferably 1 mm or less. On the other hand, if the film thickness is too thin, it leads to film breakage due to strength reduction, etc., and is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and most preferably 10 μm or more.
本発明のリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材が不織布形状の場合、その平均繊維径(平均繊維直径)は0.1μm〜50μmが好ましい。さらに平均繊維径は0.5μm〜40μmであることが好ましく、1μm〜30μmであることがより好ましく、1μm〜20μmであることが特に好ましく、2μm〜10μmであることが最も好ましい。平均繊維径が0.1μm未満であると、リガンド固定化用基材や細胞選択吸着材の機械的強度が低下するため好ましくない。また50μmを超えると細胞選択吸着材とした場合の吸着表面積が小さくなり細胞捕捉性が低下するので好ましくない。なお本発明にいう不織布の平均繊維径は、走査型電子顕微鏡を用い、繊維の直径が測定可能な倍率においてリガンド固定化用基材や細胞選択吸着材の写真撮影を行い、撮影画面上に分散している繊維の直径をランダムに100個以上測定して、その平均値から求められる値である。
なお本発明のリガンド固定化用基材や細胞選択吸着材は、細胞の捕捉性アップや目詰まり防止のために、繊維径や気孔径が多孔膜内で(または不織布内で)均一である必要はなく、例えば傾斜構造になっていても構わない。
次に本発明のリガンド固定化用基材および細胞吸着材の製造方法について記述する。
When the ligand-immobilizing substrate and the cell-selective adsorbent of the present invention are in a nonwoven fabric shape, the average fiber diameter (average fiber diameter) is preferably 0.1 μm to 50 μm. Furthermore, the average fiber diameter is preferably 0.5 μm to 40 μm, more preferably 1 μm to 30 μm, particularly preferably 1 μm to 20 μm, and most preferably 2 μm to 10 μm. An average fiber diameter of less than 0.1 μm is not preferable because the mechanical strength of the ligand-immobilizing substrate and the cell selective adsorbent decreases. On the other hand, if it exceeds 50 μm, the adsorption surface area when the cell selective adsorbent is used becomes small, and the cell trapping property is lowered, which is not preferable. In addition, the average fiber diameter of the nonwoven fabric referred to in the present invention is dispersed on the imaging screen by taking a photograph of the ligand-immobilizing substrate and the cell-selective adsorbent at a magnification capable of measuring the fiber diameter using a scanning electron microscope. This is a value obtained by measuring 100 or more of the diameters of the fibers being randomly measured and calculating the average value.
The substrate for ligand immobilization and the cell-selective adsorbent of the present invention must have a uniform fiber diameter and pore diameter within the porous membrane (or within the nonwoven fabric) in order to increase the ability to capture cells and prevent clogging. For example, it may have an inclined structure.
Next, a method for producing a ligand-immobilizing substrate and a cell adsorbent according to the present invention will be described.
リガンド固定化用基材の製造方法
本発明のリガンド固定化用基材は、多孔膜の少なくとも表面部分に化学的に結合されたエポキシ基にアンモニアおよび/または1級アミン化合物を反応させる工程、および該工程によって生成する1級アミノ基および/または2級アミノ基を少なくとも表面部分に有する多孔膜にジグリシジル化合物の少なくとも1種を反応させる工程を含む製造方法にて作成することができる。
以下、多孔膜として不織布を用いる製造方法を例として、順を追って説明するが、この製造方法は不織布を用いた場合のみに限定されるものではない。
Method for Producing Ligand Immobilization Base Material The ligand immobilization base material of the present invention comprises a step of reacting ammonia and / or a primary amine compound with an epoxy group chemically bonded to at least a surface portion of a porous membrane, and It can be produced by a production method including a step of reacting at least one diglycidyl compound with a porous film having at least a primary amino group and / or a secondary amino group formed in the step.
Hereinafter, the manufacturing method using a nonwoven fabric as the porous film will be described as an example, but this manufacturing method is not limited to the case where a nonwoven fabric is used.
(製造工程1)
本発明では、まず繊維の少なくとも表面部分にエポキシ基が化学的に結合された不織布を製造する工程が必要であるが、その製造方法は特に限定されず、どのような方法を用いても構わない。
例えば、1)メルトブロー法やフラッシュ紡糸法、短繊維を交互に絡ませるニードルパンチ法、繊維を形成させると同時に不織布を製造するスパンボンド法等の既存の方法にて予め製造された不織布材料に、繊維表面の化学反応を用いた共有結合にて繊維の少なくとも表面部分にエポキシ基を化学的に結合させた不織布を製造する方法が挙げられる。その他、2)エポキシ基を有する高分子化合物を用い、それ自体で適当な不織布を作成する方法、3)エポキシ基を有する高分子化合物を適当な溶媒に溶解して溶液を作成し、これを予め製造された不織布材料にコーティングする方法、4)反応性官能基を有する高分子化合物、例えばセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体等といった多数のOH基を有する高分子の溶液を調整し、予め製造された不織布材料(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルのような反応性官能基を持たない不織布)にコーティングした後、そのコーティング層にエピクロロヒドリン等を反応させてエポキシ基を導入するといった方法も例示される。
(Manufacturing process 1)
In the present invention, a process for producing a nonwoven fabric in which an epoxy group is chemically bonded to at least the surface portion of the fiber is necessary. However, the production method is not particularly limited, and any method may be used. .
For example, 1) Non-woven fabric material pre-manufactured by an existing method such as melt blow method, flash spinning method, needle punch method in which short fibers are alternately entangled, and spun bond method for producing non-woven fabric at the same time, A method of manufacturing a nonwoven fabric in which an epoxy group is chemically bonded to at least a surface portion of a fiber by a covalent bond using a chemical reaction on the surface of the fiber. In addition, 2) A method of preparing an appropriate nonwoven fabric by itself using a polymer compound having an epoxy group, 3) A solution prepared by dissolving the polymer compound having an epoxy group in an appropriate solvent, A method of coating the produced nonwoven material, and 4) preparing a polymer solution having a large number of OH groups such as a polymer compound having a reactive functional group, for example, a cellulose derivative, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, etc. After coating on a pre-manufactured non-woven material (for example, non-woven fabric having no reactive functional group such as polyethylene, polypropylene, polyester), an epoxy group is introduced by reacting epichlorohydrin or the like with the coating layer. A method is also illustrated.
なお方法2)や3)のエポキシ基を有する高分子化合物とは、例えばセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体等の多数のOH基を有する高分子に、アルカリ存在下にてエピクロロヒドリンを反応させてエポキシ基を導入したものや、グリシジルメタクリレートのようなエポキシ基を有する重合性モノマーを単独もしくは別種モノマーと共重合したものが挙げられる。 The polymer compound having an epoxy group in the methods 2) and 3) is, for example, a polymer having a large number of OH groups such as cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer, and the like in the presence of alkali. Examples include those obtained by reacting hydrin to introduce an epoxy group, and those obtained by copolymerizing a polymerizable monomer having an epoxy group such as glycidyl methacrylate alone or with another monomer.
上記の中で特に方法1)は、共有結合にてエポキシ基が繊維に結合されるため、エポキシ基だけでなく次の製造工程以降にエポキシ基を基点として結合される官能基の脱落の心配がない。従って、本発明のリガンド固定化用基材の製造においては最も好ましい製造方法と言える。 Among the above methods, in particular, the method 1) has an epoxy group bonded to the fiber by a covalent bond, so there is a risk of dropping not only the epoxy group but also the functional group bonded from the epoxy group as a starting point after the next manufacturing step. Absent. Therefore, it can be said to be the most preferable production method in the production of the ligand-immobilizing substrate of the present invention.
繊維の少なくとも表面部分にエポキシ基が化学的に結合された不織布を製造するにあたり、予め製造された不織布材料に表面化学反応(共有結合)によってエポキシ基を導入する方法を用いる場合、その導入方法は特に限定されず種々の公知の方法を用いることができる。その代表的な方法としては、セルロース、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体等の多数のOH基を有する高分子素材からなる不織布に、アルカリ性溶液中にてエピクロロヒドリンを付加反応させるような高分子反応法、および不織布繊維にγ線、X線、電子線、紫外線等を照射して繊維表面や内部にラジカルを発生させ、これを基点としてグリシジルメタクリレートのようなエポキシ基を有する反応性モノマーのグラフト重合を行ってエポキシ基を導入する放射線照射グラフト重合法が挙げられる。このうち放射線照射グラフト重合法は、不織布繊維表面に十分な量のエポキシ基を共有結合によって導入することが容易である上、エポキシ基を持たない異種モノマーとの共重合において共重合比を変えたり、グラフト率を制御することで、エポキシ基の導入量を調節することも可能なので、本発明のリガンド固定化用基材の製造方法においては特に好ましく用いられる。 When manufacturing a nonwoven fabric in which an epoxy group is chemically bonded to at least a surface portion of a fiber, when using a method of introducing an epoxy group by a surface chemical reaction (covalent bond) to a previously manufactured nonwoven fabric material, the introduction method is It does not specifically limit and various well-known methods can be used. A typical method is an addition reaction of epichlorohydrin in an alkaline solution to a nonwoven fabric made of a polymer material having many OH groups such as cellulose, cellulose derivatives, polyvinyl alcohol, and ethylene vinyl alcohol copolymer. A polymer reaction method, and irradiating non-woven fibers with γ-rays, X-rays, electron beams, ultraviolet rays, etc. to generate radicals on the fiber surface or inside, and having an epoxy group such as glycidyl methacrylate based on this There is a radiation irradiation graft polymerization method in which an epoxy group is introduced by graft polymerization of a reactive monomer. Among these, the radiation-induced graft polymerization method is easy to introduce a sufficient amount of epoxy groups to the nonwoven fabric fiber surface by covalent bonds, and also changes the copolymerization ratio in the copolymerization with different monomers that do not have epoxy groups. Since the amount of epoxy group introduced can be adjusted by controlling the graft ratio, it is particularly preferably used in the method for producing a ligand-immobilizing substrate of the present invention.
本発明のリガンド固定化用基材の製造方法において、コーティング法、高分子反応法、および放射線照射グラフト重合法等を用いて少なくとも繊維表面へエポキシ基を導入する場合、使用される原料不織布は特に限定されず、例えばガラスに代表される無機高分子化合物や、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロース、セルロース誘導体、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン/ビニルアルコール共重合体(エバール)、エチレン/ビニルアセテート共重合体等に代表される有機高分子化合物、および両者からなる有機/無機複合体高分子などからなる不織布が挙げられる。ただし不織布形状への成形性や表面化学修飾の容易さから有機高分子素材が好ましく、中でもポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、セルロース、ポリビニルアルコール、エチレン/ビニルアルコール共重合体(エバール)は表面化学修飾が容易であるため好ましく、放射線照射グラフト重合法を行うにあたってはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデンがより好ましく、さらに不織布製品としての入手の容易さやグレード(平均繊維径や平均気孔径)の幅広さを考慮すればポリプロピレンやポリエチレンが特に好ましい。 In the method for producing a base material for immobilizing a ligand of the present invention, when an epoxy group is introduced into at least the fiber surface using a coating method, a polymer reaction method, a radiation irradiation graft polymerization method, etc., the raw material nonwoven fabric used is particularly For example, inorganic polymer compounds typified by glass, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, cellulose, cellulose derivatives, polyamide, polyacrylonitrile, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl Examples thereof include non-woven fabrics composed of organic polymer compounds typified by alcohol copolymers (eval), ethylene / vinyl acetate copolymers, and organic / inorganic composite polymers composed of both. However, organic polymer materials are preferred because of their formability into nonwoven fabrics and ease of surface chemical modification. Among them, polypropylene, polyethylene, polyvinylidene fluoride, cellulose, polyvinyl alcohol, and ethylene / vinyl alcohol copolymer (Eval) are surface chemical modified. In view of the ease of radiation irradiation, polypropylene, polyethylene, and polyvinylidene fluoride are more preferable for carrying out the radiation-induced graft polymerization method, and the availability of non-woven fabric products and the wide range of grades (average fiber diameter and average pore diameter) are preferred. In consideration, polypropylene and polyethylene are particularly preferable.
上記で使用される原料不織布の平均繊維径(平均繊維直径)は、最終的に得られる本発明のリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材の平均繊維径が0.1μm〜50μmの範囲内になるのであれば特に限定されない。また原料不織布の平均気孔径も、最終的に得られるリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材の平均気孔径が1μm〜30μmの範囲内になるのであれば特に限定されない。 The average fiber diameter (average fiber diameter) of the raw material nonwoven fabric used above is within the range of the average fiber diameter of the ligand-immobilized base material and cell-selective adsorbent of the present invention finally obtained in the range of 0.1 μm to 50 μm. If it becomes, it will not specifically limit. The average pore diameter of the raw material nonwoven fabric is not particularly limited as long as the average pore diameter of the ligand-immobilized base material and the cell selective adsorbent finally obtained is in the range of 1 μm to 30 μm.
本発明のリガンド固定化用基材の製造方法において、放射線照射グラフト重合法を用いて原料不織布繊維の少なくとも表面へエポキシ基を導入する場合、グラフト重合に使用されるエポキシ基を有する重合性モノマーは特に限定されないが、ラジカル重合が可能なモノマーが適しており、さらに入手の容易さ、コスト、取り扱いの容易さからグリシジルメタクリレートが最適である。放射線照射グラフト重合においては、グリシジルメタクリレートに代表されるエポキシ基を有する重合性モノマーは単独で用いても構わないし、必要に応じて別種の重合性モノマー(エポキシ基が結合していても結合していなくても構わない)と共重合しても構わない。但し、次の製造工程を考慮すればエポキシ基は繊維表面に十分に導入されていることが好ましいので、グラフト共重合においては仕込みモノマーにおけるグリシジルメタクリレートの仕込み比は、5〜100mol%が好ましく、20〜100mol%がより好ましく、50〜100mol%がさらに好ましく、80〜100mol%が特に好ましく、100mol%が最も好ましい。5mol%未満であると、本発明のリガンド固定化用基材が有するエポキシ基の量が少なくなるのでリガンドが十分に固定できなくなり好ましくない。 In the method for producing a substrate for immobilizing a ligand of the present invention, when an epoxy group is introduced into at least the surface of a raw nonwoven fabric fiber using a radiation irradiation graft polymerization method, the polymerizable monomer having an epoxy group used for graft polymerization is Although not particularly limited, a monomer capable of radical polymerization is suitable, and glycidyl methacrylate is most suitable from the viewpoint of availability, cost, and ease of handling. In the radiation-induced graft polymerization, a polymerizable monomer having an epoxy group represented by glycidyl methacrylate may be used alone, or if necessary, another type of polymerizable monomer (bonded even if an epoxy group is bonded). And may be copolymerized. However, since it is preferable that the epoxy group is sufficiently introduced into the fiber surface in consideration of the following production process, the charge ratio of glycidyl methacrylate in the charged monomer is preferably 5 to 100 mol% in the graft copolymerization, and 20 -100 mol% is more preferable, 50-100 mol% is further more preferable, 80-100 mol% is especially preferable, and 100 mol% is the most preferable. If the amount is less than 5 mol%, the amount of epoxy groups contained in the base material for immobilizing a ligand of the present invention is small, so that the ligand cannot be sufficiently immobilized.
ここで別種の重合性モノマーは特に限定されず、どのようなものでも構わないが、例えば(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート類や、(メタ)アクリルアミド、N−1置換(メタ)アクリルアミド、N,N−2置換(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類のような親水性モノマーの他、スチレン、(メタ)アクリル酸メチル、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが代表的なものとして挙げられる。 Here, the different type of polymerizable monomer is not particularly limited and may be any type. For example, (meth) acrylic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylates, hydroxybutyl (meth) ) Acrylates, (meth) acrylamide, N-1-substituted (meth) acrylamide, hydrophilic monomers such as (meth) acrylamides such as N, N-2 substituted (meth) acrylamide, styrene, (meth) Typical examples include methyl acrylate, acrylonitrile, vinyl acetate and the like.
また放射線照射グラフト重合法を用いる場合、原料不織布へのグラフト率(G)は5〜300%が好ましく、20〜200%がさらに好ましく、50〜150%が特に好ましい。グラフト率が5%未満であると、繊維表面のエポキシ基による被覆が不十分となってしまうため、次の製造工程2以降の官能基導入量や、最終的なリガンドの固定化量も不十分となってしまうため好ましくない。またグラフト率が300%を超えると、平均繊維径や平均気孔径といった不織布自体の物理特性が原料不織布とは次第に異なってくるため吸着材の設計上好ましくない。
なお、ここに言うグラフト率(G)は、式(5)で表される値である。
G(%)=[(グラフト後不織布重量−グラフト前不織布重量)/(グラフト前不織布重量)]×100 (5)
Moreover, when using the radiation irradiation graft polymerization method, the graft ratio (G) to the raw material nonwoven fabric is preferably 5 to 300%, more preferably 20 to 200%, and particularly preferably 50 to 150%. If the graft ratio is less than 5%, the coating of the fiber surface with epoxy groups will be insufficient, and the amount of functional groups introduced after the next production step 2 and the final ligand immobilization amount are also insufficient. This is not preferable. On the other hand, if the graft ratio exceeds 300%, the physical properties of the nonwoven fabric itself such as the average fiber diameter and the average pore diameter are gradually different from those of the raw material nonwoven fabric, which is not preferable in the design of the adsorbent.
In addition, the graft ratio (G) said here is a value represented by Formula (5).
G (%) = [(weight of nonwoven fabric after grafting−weight of nonwoven fabric before grafting) / (weight of nonwoven fabric before grafting)] × 100 (5)
不織布への放射線照射グラフト重合は、常法によって実施することができるが(例えば、膜(MEMBRANE),Vol.27,No4,P196(2002).参照)、代表的な手順は、簡単に以下のように既述できる。
不織布への放射線の照射は、酸素フリーの条件下、具体的には窒素雰囲気下で行う。放射線としては、γ線、X線、電子線、さらには紫外線なども用いることが可能であるが、γ線は高いエネルギーを有しているためラジカル発生効率が高く、高いグラフト率を得るためには好ましい。また電子線は、エネルギーレベルは低いが、安全性が高く、装置も汎用的であるのでこれも好ましく使用される。
Irradiation graft polymerization to a nonwoven fabric can be carried out by a conventional method (for example, see Membrane, Vol. 27, No. 4, P196 (2002)). As described above.
Irradiation of the non-woven fabric is performed under oxygen-free conditions, specifically in a nitrogen atmosphere. As radiation, γ rays, X rays, electron beams, and even ultraviolet rays can be used. However, since γ rays have high energy, radical generation efficiency is high, and in order to obtain a high graft rate. Is preferred. An electron beam is preferably used because it has a low energy level but is highly safe and the apparatus is versatile.
グラフト重合は、放射線照射後の不織布(グラフト重合を行うまでは酸素フリーの雰囲気下で保存する)を、重合性モノマーと適当な反応溶媒からなるモノマー溶液(窒素バブリング法等にて予め脱酸素しておく)に浸漬して行われる。モノマー溶液におけるモノマー濃度は、通常5〜20vol%の範囲が適当であるが、この範囲に限定されるものではなく適宜選択される。溶媒は、グラフト重合にて不織布繊維表面に形成されるグラフト高分子鎖を溶解するものが一般的に好ましく、例えば重合性モノマーとしてグリシジルメタクリレートを用いる場合にはN−メチルピロリドンやN,N−ジメチルホルムアミド等が好ましく用いられる。グラフト率は重合時間(すなわち不織布のモノマー溶液への浸漬時間)によって制御できるが、モノマーの種類や原料不織布素材が異なると反応性(重合性)も大きく異なるので適宜設定する必要がある。反応温度は20〜40℃程度で行われることが多いが、この範囲に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。重合反応後は、過剰のモノマーや連鎖移動反応にて生成したグラフトされていないホモポリマーを適当な溶剤にて十分洗浄除去した後、乾燥して次の製造工程2に用いる。 In graft polymerization, a non-woven fabric after radiation irradiation (stored in an oxygen-free atmosphere until graft polymerization is performed) is deoxygenated beforehand by a monomer solution (nitrogen bubbling method or the like) composed of a polymerizable monomer and an appropriate reaction solvent. It is done by immersing in The monomer concentration in the monomer solution is usually in the range of 5 to 20 vol%, but is not limited to this range and is appropriately selected. The solvent is generally preferably one that dissolves the graft polymer chain formed on the surface of the nonwoven fabric by graft polymerization. For example, when glycidyl methacrylate is used as the polymerizable monomer, N-methylpyrrolidone or N, N-dimethyl is used. Formamide and the like are preferably used. Although the graft ratio can be controlled by the polymerization time (that is, the immersion time of the nonwoven fabric in the monomer solution), the reactivity (polymerizability) varies greatly depending on the type of monomer and the raw material nonwoven fabric material, so it is necessary to set appropriately. The reaction temperature is often about 20 to 40 ° C., but is not limited to this range and may be appropriately set. After the polymerization reaction, the excess monomer and the ungrafted homopolymer formed by the chain transfer reaction are sufficiently washed away with an appropriate solvent, and then dried and used in the next production step 2.
なお本製造工程で導入された不織布が有するエポキシ基のmol数は、エポキシ基の導入反応前後における不織布重量の増加から見積もることが可能である。また重量増加が少ない場合には、公知のチオ硫酸ナトリウム試験法(J.Chem.Soc.,1950,2857.参照)に準じ、測定用の溶媒として水や、必要に応じて水に可溶な有機溶媒(エタノールやジメチルスルホキシド等)、およびそれらの混合溶媒を用いて測定することができる。 In addition, the mol number of the epoxy group which the nonwoven fabric introduce | transduced at this manufacturing process has can be estimated from the increase in the nonwoven fabric weight before and behind the introduction reaction of an epoxy group. If the increase in weight is small, according to the known sodium thiosulfate test method (see J. Chem. Soc., 1950, 2857.), water is used as a solvent for measurement, and water-soluble as necessary. It can be measured using an organic solvent (such as ethanol or dimethyl sulfoxide) and a mixed solvent thereof.
(製造工程2)
次に、製造工程1にて得られた不織布の、繊維の少なくとも表面部分に化学的に結合されたエポキシ基に、アンモニアおよび/または1級アミン化合物を反応させることで、1級および/または2級アミノ基を生成させる。
この反応の方法は特に制限されず、いかなる方法を用いても構わないが、例えばアンモニアや1級アミン化合物を溶解した溶液に、製造工程1で得られた不織布を浸漬する方法が簡便であるため本発明の製造方法では好ましく用いられる。
アンモニアを反応させる場合には、製造工程1で得られた不織布を水、アルコール(メタノールやエタノールなど)、ジオキサンなどの十分な量の適当な溶媒に浸漬したのち、アンモニアガスをその溶媒に吹き込んで反応を行っても構わないが、アンモニアを十分に溶解した市販のアンモニア溶液を用いれば、それに製造工程1の不織布を浸漬するだけでよく、危険なアンモニアガスを扱う必要がないので好ましい方法と言える。アンモニア溶液としては、水溶液、メタノール溶液、エタノール溶液、ジオキサン溶液などが挙げられる。例えばアンモニア水溶液を用いる場合は、アンモニア水溶液の濃度は特に限定されないが、高濃度の方が反応速度も大きくなるので、25〜28wt%程度のものが好ましい。アンモニア水溶液に上記の有機溶媒を加えたような混合溶媒として反応を行っても構わない。
(Manufacturing process 2)
Next, by reacting ammonia and / or a primary amine compound with the epoxy group chemically bonded to at least the surface portion of the fiber of the nonwoven fabric obtained in the production process 1, primary and / or 2 A primary amino group is generated.
The method of this reaction is not particularly limited, and any method may be used. For example, the method of immersing the nonwoven fabric obtained in production step 1 in a solution in which ammonia or a primary amine compound is dissolved is simple. It is preferably used in the production method of the present invention.
In the case of reacting ammonia, the nonwoven fabric obtained in the production process 1 is immersed in a sufficient amount of a suitable solvent such as water, alcohol (such as methanol or ethanol), dioxane, and then ammonia gas is blown into the solvent. Although a reaction may be carried out, if a commercially available ammonia solution in which ammonia is sufficiently dissolved is used, it is only necessary to immerse the non-woven fabric of production process 1 in it, and it is not necessary to handle dangerous ammonia gas. . Examples of the ammonia solution include an aqueous solution, a methanol solution, an ethanol solution, and a dioxane solution. For example, when an aqueous ammonia solution is used, the concentration of the aqueous ammonia solution is not particularly limited. However, a higher concentration is preferable because the reaction rate is increased, so that the concentration is about 25 to 28 wt%. The reaction may be performed as a mixed solvent in which the above organic solvent is added to an aqueous ammonia solution.
1級アミン化合物を反応させる場合には、製造工程1で得られた不織布を、1級アミン化合物そのものか、それを適当な溶媒に溶解した溶液に浸漬する方法が簡便であるため好ましい。1級アミン化合物とは、RNH2で表される化合物であり、Rは本発明のリガンド固定化用基材および細胞選択吸着材の表面親疎水性等に影響を与えるため、必要に応じて種々のものを用いることが可能であり特に限定されることはない。ただし、Rの疎水性が高くなりすぎると最終的な細胞選択吸着材の表面疎水性も高くなるため、細胞の非特異吸着が起こりやすくなり細胞選択性が低下することがあるし、またRの分子量が大きくなリ過ぎると次の製造工程におけるジグリシジル化合物の付加反応における立体障害にもなる可能性があるのでいずれも好ましくない。従ってRは、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルキル基が有する1つ以上の水素原子をOH基で置換した構造から選ばれることが好ましい。 In the case of reacting the primary amine compound, the method of immersing the non-woven fabric obtained in the production step 1 in the primary amine compound itself or in a solution obtained by dissolving it in an appropriate solvent is preferable. The primary amine compound is a compound represented by RNH 2 , and R affects the surface hydrophilicity / hydrophobicity of the ligand-immobilizing substrate and cell selective adsorbent of the present invention. A thing can be used and is not particularly limited. However, if the hydrophobicity of R becomes too high, the surface hydrophobicity of the final cell selective adsorbent also becomes high, so that nonspecific adsorption of cells tends to occur and the cell selectivity may be lowered. If the molecular weight is too large, it may become a steric hindrance in the addition reaction of the diglycidyl compound in the next production step, and therefore it is not preferred. Therefore, R is preferably selected from a structure in which one or more hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with an OH group.
Rがアルキル基の場合、それを構成する炭素数は1〜5個が好ましいが、1〜3個がより好ましく、1〜2個が特に好ましい。そのようなアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−アミル基等が挙げられるが、これらには限定されない。炭素数1〜5のアルキル基が有する1つ以上の水素原子をOH基で置換した構造としては、例えばメチル基の1つの水素がOH基で置換されたものであるメチロール基、エチル基の1つの水素がOH基で置換されたものである2−ヒドロキシエチル基等が挙げられる。
またRがOHであるヒドロキシルアミンを1級アミン化合物として反応させても良いが、この場合は最終的にはアンモニアを反応させた場合と同じ構造が得られる。
When R is an alkyl group, the number of carbon atoms constituting the group is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1 to 2. Examples of such an alkyl group include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and an n-amyl group. Examples of the structure in which one or more hydrogen atoms of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms are substituted with an OH group include, for example, a methylol group in which one hydrogen of a methyl group is substituted with an OH group, And 2-hydroxyethyl group in which two hydrogen atoms are substituted with OH groups.
Further, hydroxylamine in which R is OH may be reacted as a primary amine compound, but in this case, the same structure as when ammonia is finally reacted is obtained.
1級アミン化合物が常温で液体の場合は、1級アミン化合物100%の液体に不織布を浸漬しても構わないが、少なくとも1種以上の適当な溶媒で1級アミン化合物を希釈して、この溶液に不織布を浸漬する方法がアミン化合物の無駄も少なく好ましい。 When the primary amine compound is liquid at room temperature, the nonwoven fabric may be immersed in a liquid containing 100% of the primary amine compound, but the primary amine compound is diluted with at least one suitable solvent, The method of immersing the nonwoven fabric in the solution is preferable because there is little waste of the amine compound.
1級アミン化合物を希釈する溶媒は、浸漬する不織布表面をある程度濡らし、しかも1級アミン化合物とエポキシ基の反応を阻害しないものであれば特に限定されず、不織布表面の親疎水性の程度や1級アミン化合物の構造に応じて適宜選択すればよい。使用可能な溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンなどの脂肪族炭化水素類、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類などが挙げられるが、アルコール類は取り扱いの容易であり、また一般的にエポキシ基やアミン化合物との親和性が高いといった特徴があるため好ましい溶媒であり、なかでも人体への毒性が少ないエタノールは実用上特に好ましい。なお必要であれば、これら溶媒に親疎水性の微調整を行う目的で水を予め混合していても構わない。 The solvent for diluting the primary amine compound is not particularly limited as long as it wets the surface of the nonwoven fabric to be immersed to some extent and does not inhibit the reaction between the primary amine compound and the epoxy group. What is necessary is just to select suitably according to the structure of an amine compound. Usable solvents include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane and decalin, halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane and dichloroethane, sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like However, alcohols are preferred solvents because they are easy to handle and generally have a high affinity with epoxy groups and amine compounds, and are particularly toxic to the human body. Less Nord practically particularly preferred. If necessary, water may be mixed in advance with these solvents for the purpose of fine adjustment of hydrophilicity / hydrophobicity.
エポキシ基を有する不織布を浸漬させるために使用するアンモニアおよび/または1級アミン化合物を含む溶液の量は、浸漬する不織布が完全に浸る量があれば問題ない。反応中(浸漬中)は、均一な反応を進めるために溶液を対流(攪拌)することが好ましく、超音波照射を行っても構わない。 The amount of the solution containing ammonia and / or the primary amine compound used for immersing the nonwoven fabric having an epoxy group is not a problem as long as the nonwoven fabric to be immersed is sufficiently immersed. During the reaction (dipping), it is preferable to convect (stir) the solution in order to promote a uniform reaction, and ultrasonic irradiation may be performed.
上記溶液に含まれるアンモニアや1級アミン化合物の量は、製造工程1にて得られた不織布が有するエポキシ基の1.5倍mol以上が好ましく、3倍mol以上がさらに好ましく、5倍mol以上が特に好ましい。この量がエポキシ基の1.5倍mol未満であると、エポキシ基との反応が十分進まなかったり、高い反応率を達成するために非常に長い時間を要したりするので好ましくない。なお、エポキシ基とアンモニアおよび/または1級アミン化合物の大きな反応速度や高い反応率を得るためには、溶液に含まれるアンモニアや1級アミン化合物の量は多いほど好ましく上限はないが、必要以上に加えても無駄になるし、製造作業における危険性(アミン類は一般的に刺激物である)も高くなるので、適宜判断が必要である。 The amount of ammonia or primary amine compound contained in the solution is preferably 1.5 times mol or more, more preferably 3 times mol or more, more preferably 5 times mol or more of the epoxy group of the nonwoven fabric obtained in the production process 1. Is particularly preferred. If this amount is less than 1.5 times mol of the epoxy group, the reaction with the epoxy group does not proceed sufficiently, or it takes a very long time to achieve a high reaction rate, which is not preferable. In order to obtain a large reaction rate and a high reaction rate between an epoxy group and ammonia and / or a primary amine compound, the amount of ammonia or primary amine compound contained in the solution is preferably as much as possible, but there is no upper limit. In addition, it is useless, and the risk in manufacturing operations (amines are generally irritants) is also increased, so judgment must be made accordingly.
上記エポキシ基とアンモニアおよび1級アミン化合物との反応温度は、特に限定されないが、例えば20〜80℃の温度範囲が適当である。反応温度が高すぎると一旦生成した1級アミノ基や2級アミノ基がさらに近傍のエポキシ基と反応して、次の製造工程3におけるジグリシジル化合物との反応に使用されるアミン性プロトンが非常に少なくなる可能性があるので好ましくない。なお、この反応を抑制するためにも、エポキシ基に対するアンモニアや1級アミノ化合物の添加量は多いほど好ましい。 Although the reaction temperature of the said epoxy group, ammonia, and a primary amine compound is not specifically limited, For example, the temperature range of 20-80 degreeC is suitable. If the reaction temperature is too high, the primary amino group or secondary amino group once generated reacts with a nearby epoxy group, and the aminic proton used for the reaction with the diglycidyl compound in the next production step 3 is very high. This is not preferable because it may be reduced. In order to suppress this reaction, it is preferable that the amount of ammonia or primary amino compound added to the epoxy group is larger.
また上記エポキシ基とアンモニアおよび1級アミン化合物との反応時間(浸漬時間)も特に限定されないが、例えば25wt%アンモニア水溶液中にエポキシ基を有する不織布を浸漬して反応を行う場合は、1〜24時間程度が適当である。反応後は、過剰のアンモニアや1級アミン化合物を適当な溶剤にて十分洗浄除去した後、乾燥して次の製造工程に用いる。 In addition, the reaction time (immersion time) of the epoxy group with ammonia and the primary amine compound is not particularly limited. For example, when the reaction is performed by immersing a non-woven fabric having an epoxy group in a 25 wt% aqueous ammonia solution, 1-24 Time is appropriate. After the reaction, excess ammonia and primary amine compound are sufficiently removed by washing with an appropriate solvent, and then dried and used in the next production process.
なお得られた不織布の1gが有する窒素原子のmol数(N1(μmol/g))は、市販のパイロ発光法窒素分析装置(ANTEK社製 ANTEK7000)にて測定することが可能であるので、同じ装置を用いてアンモニアや1級アミン化合物を反応させる前の不織布(製造工程1にて作成)の1gが有する窒素原子のmol数(N2(μmol/g))を測定し、N1からN2を差し引けば、本製造工程にて得られたアンモニアおよび/または1級アミン化合物との反応によって生成した1級アミノ基および/または2級アミノ基に由来する不織布中の窒素原子のmol数を算出することができる。 The number of moles of nitrogen atoms (N1 (μmol / g)) possessed by 1 g of the obtained nonwoven fabric can be measured with a commercially available pyroluminescence nitrogen analyzer (ANTEK7000 manufactured by ANTEK). Measure the number of moles of nitrogen atoms (N2 (μmol / g)) of 1 g of the nonwoven fabric (created in production process 1) before reacting ammonia and primary amine compound using the apparatus, and insert N2 from N1 By subtracting, the number of moles of nitrogen atoms in the non-woven fabric derived from the primary amino group and / or secondary amino group generated by the reaction with ammonia and / or primary amine compound obtained in this production process is calculated. be able to.
(製造工程3)
最後に、製造工程2で得られた1級および/または2級アミノ基を有する不織布に、ジグリシジル化合物の少なくとも1種を反応させることで、本発明のリガンド固定化用基材を製造する。
本発明のリガンド固定化用基材の製造方法に用いるジグリシジル化合物とは、分子中に2つのグリシジル基を有する化合物であれば、その構造は特に限定されない。但し、第一のグリシジル基が製造工程2にて作成した不織布の1級および/または2級アミノ基と反応した後は、第二のグリシジル基は未反応のまま残存し、後述する本発明の細胞選択吸着材の製造においてリガンド固定化反応に使用されることが好ましいので、2つのグリシジル基は分子内で互いに離れた位置に存在することが好ましく、例えば2つのグリシジル基を連結する化学構造が脂肪族直鎖状の場合、直鎖の両末端にグリシジル基を有する構造が好ましい。
(Manufacturing process 3)
Finally, the ligand-immobilizing base material of the present invention is produced by reacting at least one diglycidyl compound with the non-woven fabric having primary and / or secondary amino groups obtained in the production step 2.
The structure of the diglycidyl compound used in the method for producing a ligand-immobilizing substrate of the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two glycidyl groups in the molecule. However, after the first glycidyl group reacts with the primary and / or secondary amino group of the nonwoven fabric produced in the production process 2, the second glycidyl group remains unreacted, and is described later. Since it is preferably used for ligand immobilization reaction in the production of a cell selective adsorbent, it is preferable that two glycidyl groups exist at positions separated from each other in the molecule, for example, a chemical structure for linking two glycidyl groups. In the case of an aliphatic straight chain, a structure having glycidyl groups at both ends of the straight chain is preferable.
2つのグリシジル基を連結する化学構造は特に限定されないが、脂肪族直鎖状構造は好ましい構造であり、その両末端にグリシジル基を有する構造が好ましい。脂肪族直鎖状の化学構造は特に限定されないが、代表的な構造として−CH2−単位の繰り返し構造を有するアルキレン構造、および−CH2CH2O−単位の繰り返し構造を有するポリエチレングリコール構造が挙げられる。特にポリエチレングリコール構造はタンパクや細胞の非特異吸着を抑制する構造として知られるため、本発明で用いられるジグリシジル化合物を構成する化学構造としては好ましい。 The chemical structure for linking two glycidyl groups is not particularly limited, but an aliphatic linear structure is a preferred structure, and a structure having glycidyl groups at both ends thereof is preferred. The aliphatic straight-chain chemical structure is not particularly limited, but typical structures include an alkylene structure having a repeating structure of —CH 2 — units and a polyethylene glycol structure having a repeating structure of —CH 2 CH 2 O— units. Can be mentioned. In particular, since the polyethylene glycol structure is known as a structure that suppresses nonspecific adsorption of proteins and cells, it is preferable as a chemical structure constituting the diglycidyl compound used in the present invention.
ジグリシジル化合物が両末端にグリシジル基を有する直鎖状構造の場合、両末端の2つのグリシジル基を連結する直鎖を構成する主鎖原子数は3個〜50個が好ましく、さらに3個〜30個が好ましく、特に4個〜13個が好ましく、4個〜7個が最も好ましい。ここで2つのグリシジル基を連結する直鎖を構成する主鎖原子数とは、例えばジグリシジル化合物が下記式(4)におけるn=1のエチレングリコールジグリシジルエーテルである場合、その値は4個である。主鎖原子数が50個を超えると、リガンド固定化に用いたいエポキシ基が脂肪族直鎖構造に埋もれてしまってリガンド固定化に有効に使用されなくなるので好ましくない。 When the diglycidyl compound has a linear structure having glycidyl groups at both ends, the number of main chain atoms constituting the straight chain connecting two glycidyl groups at both ends is preferably 3 to 50, and more preferably 3 to 30 Preferably, 4 to 13 is preferable, and 4 to 7 is most preferable. Here, the number of main chain atoms constituting a straight chain connecting two glycidyl groups is, for example, when the diglycidyl compound is n = 1 ethylene glycol diglycidyl ether in the following formula (4), the value is 4 is there. If the number of main chain atoms exceeds 50, the epoxy group to be used for ligand immobilization is buried in the aliphatic linear structure and is not effectively used for ligand immobilization.
すなわち製造工程3で用いられるジグリシジル化合物として好ましい構造は、式(4)で示される。ここで式(4)のnは1〜4の整数であり、n=1〜3が好ましく、1〜2がさらに好ましく、1が特に好ましい。
製造工程3では、製造工程2で得られた不織布をジグリシジル化合物の少なくとも1種と反応させる。反応の方法は、不織布上の1級および/または2級アミノ基と、ジグリシジル化合物のエポキシ基を十分に反応させることができれば特に限定されないが、製造工程2で得られた不織布をジグリシジル化合物の少なくとも1種を含有する液体に浸漬する方法は特に簡便であるため、本発明の製造方法において好ましく用いられる。この場合、浸漬する液体に含まれるジグリシジル化合物の量は、製造工程2のアンモニアおよび/または1級アミン化合物との反応にて生成した該不織布が有する1級および/または2級アミノ基に由来する窒素原子量の2倍mol以上であることが好ましい。 In the production process 3, the nonwoven fabric obtained in the production process 2 is reacted with at least one diglycidyl compound. The reaction method is not particularly limited as long as the primary amino group and / or secondary amino group on the non-woven fabric can be sufficiently reacted with the epoxy group of the diglycidyl compound, but the non-woven fabric obtained in the production step 2 is at least of the diglycidyl compound. Since the method of immersing in a liquid containing one kind is particularly simple, it is preferably used in the production method of the present invention. In this case, the amount of the diglycidyl compound contained in the liquid to be immersed is derived from the primary and / or secondary amino groups of the nonwoven fabric produced by the reaction with ammonia and / or the primary amine compound in the production process 2. It is preferably 2 mols or more of the amount of nitrogen atoms.
但し、アミノ基とジグリシジル化合物のエポキシ基を十分に反応させ、しかもジグリシジル化合物の1つのグリシジル基は後のリガンド固定化に使用するため未反応にて残存する必要があるので、不織布を浸漬させる液体に含有されるジグリシジル化合物は1級および/または2級アミノ基に由来する窒素原子量に対して過剰量であることが好ましく、アンモニアおよび/または1級アミノ基由来の窒素原子量の5倍mol以上が好ましく、10倍mol以上がさらに好ましく、30倍mol以上が特に好ましい。さらにジグリシジル化合物が常温で液体の場合は、ジグリシジル化合物100%の液体に不織布を浸漬しても構わない。
一方、1種または2種以上の適当な溶媒でジグリシジル化合物を希釈し、この溶液に不織布を浸漬する方法はジグリシジル化合物の無駄も少なく、反応の制御も容易であるので好ましい。
However, since the amino group and the epoxy group of the diglycidyl compound are sufficiently reacted, and one glycidyl group of the diglycidyl compound needs to remain unreacted in order to be used for subsequent ligand immobilization, the liquid in which the nonwoven fabric is immersed The diglycidyl compound contained in is preferably an excess amount with respect to the amount of nitrogen atoms derived from primary and / or secondary amino groups, and is 5 times mol or more of the amount of nitrogen atoms derived from ammonia and / or primary amino groups. Preferably, 10 times mol or more is more preferable, and 30 times mol or more is especially preferable. Further, when the diglycidyl compound is liquid at room temperature, the nonwoven fabric may be immersed in a liquid containing 100% diglycidyl compound.
On the other hand, the method of diluting the diglycidyl compound with one or more suitable solvents and immersing the non-woven fabric in this solution is preferable because there is little waste of the diglycidyl compound and the control of the reaction is easy.
ジグリシジル化合物を希釈する溶媒は、浸漬する不織布表面をある程度濡らし、しかも1級および/または2級アミノ基とエポキシ基の反応を阻害しないものであれば特に限定されず、不織布表面の親疎水性の程度やジグリシジル化合物の構造に応じて適宜選択すればよい。使用可能な溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチルなどのエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンなどの脂肪族炭化水素類、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類などが挙げられるが、アルコール類は取り扱いの容易であり、また一般的にエポキシ基やアミン化合物との親和性が高いといった特徴があるため好ましい溶媒であり、なかでも人体への毒性が少ないエタノールは実用上特に好ましい。なお必要であれば、これら溶媒に親疎水性の微調整を行う目的で水を予め混合していても構わない。 The solvent for diluting the diglycidyl compound is not particularly limited as long as it wets the surface of the nonwoven fabric to be immersed to some extent and does not inhibit the reaction between the primary and / or secondary amino groups and the epoxy group. And may be appropriately selected according to the structure of the diglycidyl compound. Usable solvents include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, hexane, Aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane and decalin, halogenated hydrocarbons such as chloroform, dichloromethane and dichloroethane, sulfur-containing solvents such as dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like However, alcohols are preferred solvents because they are easy to handle and generally have a high affinity with epoxy groups and amine compounds, and are particularly toxic to the human body. Less Nord practically particularly preferred. If necessary, water may be mixed in advance with these solvents for the purpose of fine adjustment of hydrophilicity / hydrophobicity.
ジグリシジル化合物を含有する液体の量は、浸漬する不織布が完全に浸る量があれば問題ない。反応中(浸漬中)は、均一な反応を進めるために溶液を対流(攪拌)することが好ましく、超音波照射を行っても構わない。
上記不織布とジグリシジル化合物の反応温度は特に限定されないが、例えば20〜80℃の温度範囲が適当である。また反応時間(不織布の浸漬時間)は特に限定されないが、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル100%の液体に不織布を浸漬して反応を行う場合は、1〜24時間程度が適当である。反応後は、過剰のジグリシジル化合物をアルコールや水等の適当な溶剤にて十分洗浄除去した後、乾燥する。
The amount of the liquid containing the diglycidyl compound is not a problem as long as the non-woven fabric to be immersed is sufficiently immersed. During the reaction (dipping), it is preferable to convect (stir) the solution in order to promote a uniform reaction, and ultrasonic irradiation may be performed.
Although the reaction temperature of the said nonwoven fabric and a diglycidyl compound is not specifically limited, For example, the temperature range of 20-80 degreeC is suitable. The reaction time (nonwoven fabric immersion time) is not particularly limited. For example, when the reaction is performed by immersing the nonwoven fabric in a 100% ethylene glycol diglycidyl ether liquid, about 1 to 24 hours is appropriate. After the reaction, the excess diglycidyl compound is sufficiently washed and removed with an appropriate solvent such as alcohol or water and then dried.
細胞選択吸着材の製造方法
本発明の細胞選択吸着材は、既述の製造工程1〜3にて作成された本発明のリガンド固定化用基材に、特定の細胞表面に親和性を有するアフィニティーリガンドの少なくとも1種を固定化することで製造される。
本発明の細胞選択吸着材の製造方法において使用されるアフィニティーリガンド、およびアフィニティーリガンドとして好ましく使用されるペプチド型リガンドに関しては、「リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材」の項にて説明した。
Method for producing cell selective adsorbent material The cell selective adsorbent material of the present invention has an affinity for a specific cell surface to the ligand-immobilizing base material of the present invention prepared in the aforementioned production steps 1 to 3. It is produced by immobilizing at least one kind of ligand.
The affinity ligand used in the method for producing a cell selective adsorbent of the present invention and the peptide-type ligand preferably used as the affinity ligand are described in the section “Ligand immobilization substrate and cell selective adsorbent”. .
リガンドの固定化方法は特に限定されないが、固定化したいリガンドを溶解した溶液に、本発明の製造方法(上記製造方法1〜3)にて得られたリガンド固定化用基材を浸漬し、リガンドが有する特定の官能基(例えばアミノ基やチオール基)とリガンド固定化用基材のエポキシ基の反応にて共有結合を形成させる方法が好ましい。なおリガンドが、アミノ基やチオール基などエポキシ基との高い反応性を有する官能基を持たない場合または付与できない場合には、リガンドが有する他の官能基を使って基材に共有結合させる必要があるので、リガンド固定化用基材のエポキシ基を必要に応じて予め他の官能基に変換してからリガンド固定化に用いても構わない。エポキシ基を変換して得られる官能基としては、例えばアミノ基、チオール基、トシル基、ハロアセトアミド基(ハロとはクロロ、ブロモ、ヨード等のハロゲンを示す)、スクシンイミドで活性化されたカルボキシル基などが挙げられる。 The method for immobilizing the ligand is not particularly limited, but the ligand immobilization substrate obtained by the production method of the present invention (the above production methods 1 to 3) is immersed in a solution in which the ligand to be immobilized is dissolved. A method in which a covalent bond is formed by a reaction of a specific functional group (for example, amino group or thiol group) possessed by and an epoxy group of a substrate for immobilizing a ligand is preferable. If the ligand does not have or cannot provide a functional group having high reactivity with an epoxy group such as an amino group or a thiol group, it must be covalently bonded to the substrate using another functional group possessed by the ligand. Therefore, the epoxy group of the ligand-immobilizing base material may be previously converted to another functional group as necessary, and used for ligand immobilization. Examples of functional groups obtained by converting epoxy groups include amino groups, thiol groups, tosyl groups, haloacetamide groups (halo represents halogens such as chloro, bromo, and iodo), and carboxyl groups activated with succinimide. Etc.
リガンドを溶解した溶液の体積は、リガンド固定化用基材が完全に浸漬する体積以上あれば問題ないが、多すぎてもリガンド濃度低下に起因する反応率の低下や反応速度の低下が懸念され、また単にリガンドが無駄になったりするので好ましくなく、リガンド固定化用基材が浸漬する体積よりやや多い程度が好ましい。リガンドとしては低分子化合物型リガンド、有機金属錯体型リガンド、タンパクやペプチド型リガンドなど、いくつかのケースが考えられるため、反応溶媒(リガンド溶解溶媒)はリガンドの官能基と基材のエポキシ基との反応、または必要に応じてエポキシ基から変換された官能基との反応を阻害しなければどのような溶媒を用いても構わず適宜選択すればよい。また反応温度(浸漬温度)や反応時間(浸漬時間)なども特に限定されず、共有結合を形成する官能基種と反応の種類に応じて適宜設定する。 There is no problem as long as the volume of the solution in which the ligand is dissolved is larger than the volume in which the ligand-immobilizing substrate is completely immersed, but if it is too much, there is a concern that the reaction rate may decrease due to the decrease in the ligand concentration or the reaction rate may decrease. In addition, since the ligand is simply wasted, it is not preferable, and a slightly larger volume than the volume in which the ligand-immobilizing substrate is immersed is preferable. There are several cases of ligands such as low molecular weight compound ligands, organometallic complex ligands, protein and peptide ligands, etc., so the reaction solvent (ligand dissolution solvent) is a functional group of the ligand and the epoxy group of the substrate. Any solvent may be used as long as it does not inhibit this reaction or, if necessary, the reaction with a functional group converted from an epoxy group. Further, the reaction temperature (immersion temperature), the reaction time (immersion time) and the like are not particularly limited, and are appropriately set according to the type of functional group that forms a covalent bond and the type of reaction.
本発明の製造方法にて好ましく使用されるペプチド型リガンドを固定化する場合は、リガンドの官能基としてはアミノ基を想定し、基材のエポキシ基と反応させることができる。なおリガンドのアフィニティーをより高く発現させるために、リガンドが有する他の官能基(例えばカルボキシル基、水酸基、チオール基など)を基材の固定化に用いても構わず、必要に応じてリガンド固定化用基材のエポキシ基を他の官能基に予め変換していても構わない。反応溶媒(リガンド溶解溶媒)は水が好ましく、特にpH7.4のリン酸緩衝液(PBS)を用いることが好ましい。PBSとは、例えば7.6gのNa2HPO4と1.8gのKH2PO4を1Lの蒸留水に溶解したものである。 When immobilizing a peptide-type ligand that is preferably used in the production method of the present invention, an amino group can be assumed as the functional group of the ligand and reacted with the epoxy group of the substrate. In order to enhance the affinity of the ligand, other functional groups of the ligand (for example, carboxyl group, hydroxyl group, thiol group, etc.) may be used for immobilization of the base material. The epoxy group of the base material for use may be previously converted to another functional group. The reaction solvent (ligand dissolving solvent) is preferably water, and it is particularly preferable to use a phosphate buffer (PBS) having a pH of 7.4. PBS is, for example, 7.6 g of Na 2 HPO 4 and 1.8 g of KH 2 PO 4 dissolved in 1 L of distilled water.
ペプチド型リガンドの固定化における反応温度は、ペプチドの溶解性を高く保ちつつ、一方で熱変性によるアフィニティーの失活を避けることを考慮すれば10〜40℃が好ましい。また反応時間(浸漬時間)は、1〜48時間が好ましい。反応時間が1時間未満であると、固定化反応が不十分になる場合があり好ましくない。一方、反応時間を48時間より長くしても固定化量は特に増えることもないので、特に必要ない。 The reaction temperature in immobilizing the peptide-type ligand is preferably 10 to 40 ° C. in consideration of avoiding the deactivation of affinity due to heat denaturation while keeping the solubility of the peptide high. The reaction time (immersion time) is preferably 1 to 48 hours. If the reaction time is less than 1 hour, the immobilization reaction may be insufficient, which is not preferable. On the other hand, even if the reaction time is longer than 48 hours, the amount of immobilization does not increase particularly, so it is not particularly necessary.
設定した反応条件にてリガンド固定化を終了したら、リガンド固定化用基材を反応溶液から取り出し、界面活性剤を含む水溶液(例えば0.2%ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートをPBSに溶解したもの;関東化学製Tween20溶液)にて十分洗浄することで単純に基材に物理吸着した(共有結合していない)余分なリガンドを洗い落とし、続いてPBSにて十分洗浄する。製造された細胞吸着材を保存する場合は、例えばPBS中やPBSにて湿潤させた状態で、好ましくは冷蔵庫中にて保存できるが、早めに使用することが好ましい。 When the ligand immobilization is completed under the set reaction conditions, the ligand immobilization substrate is removed from the reaction solution, and an aqueous solution containing a surfactant (for example, 0.2% polyoxyethylene sorbitan monolaurate dissolved in PBS). By washing well with Kanto Chemical's Tween 20 solution), the excess ligand (physically adsorbed to the substrate) (not covalently bonded) is washed away, followed by washing thoroughly with PBS. When the produced cell adsorbent is stored, for example, it can be stored in a refrigerator or in a wet state with PBS, preferably in a refrigerator, but it is preferable to use it early.
細胞選択吸着カラム
本発明の細胞選択吸着カラムは、例えば、本発明の細胞選択吸着材を入口と出口を有する容器に充填したものである。カラム入口から入った細胞浮遊液は、吸着材の連通孔を通過しながら多孔膜表面に固定されたリガンドと直接接触した後、カラム出口から出て行く。この間に、リガンドとアフィニティーを有するターゲット細胞が選択的に吸着される。細胞浮遊液をカラムに通過させる方法は、液体の自重による自然通過(液体を高い位置の入口から入れて低い位置の出口から自重によって出す方法)でも構わないが、ポンプ等で一定量を循環通過する方法も好ましい。吸着材のカラムへの充填方法は、カラム入口から入った細胞浮遊液が吸着材の表面に十分接触した後、カラム出口から出て行くように配置されていれば特に限定されず、一定の形状(例えば正方形や円形)に切り取った多孔膜吸着材を複数枚積層して充填しても構わないし、ロール状に巻いた状態で充填しても構わないし、プリーツ状にして充填しても構わない。なお多孔膜吸着材を複数枚積層して充填する場合、同一の吸着材を積層充填しても構わないし、吸着材の平均気孔径や平均繊維径、またはリガンドの種類や表面官能基の種類等がそれぞれ必要に応じて異なっているものを積層充填しても構わない。
Cell selective adsorption column The cell selective adsorption column of the present invention is, for example, one in which a cell selective adsorbent of the present invention is packed in a container having an inlet and an outlet. The cell suspension entered from the column inlet passes through the adsorbent communication hole and comes into direct contact with the ligand immobilized on the porous membrane surface, and then exits from the column outlet. During this time, target cells having affinity for the ligand are selectively adsorbed. The method of passing the cell suspension through the column may be the natural passage of the liquid by its own weight (the method of putting the liquid from the inlet at the high position and letting it out from the outlet at the low position). The method of doing is also preferable. The method of packing the adsorbent into the column is not particularly limited as long as it is arranged so that the cell suspension entered from the column inlet fully contacts the surface of the adsorbent and then exits from the column outlet. A plurality of porous membrane adsorbents cut into squares or circles (for example, square or circular) may be stacked and filled, filled in a roll shape, or filled in a pleat shape. . When a plurality of porous membrane adsorbents are stacked and filled, the same adsorbent may be stacked and filled, and the average pore diameter and average fiber diameter of the adsorbent, the type of ligand, the type of surface functional group, etc. May be stacked and filled as necessary.
細胞選択吸着カラムに通過させる細胞浮遊液は特に限定されず、例えばある種の細胞に有用物質を生産させるバイオリアクターなどで得られる細胞浮遊液や、血液、リンパ球、腹水、胸水、骨髄液などの体液または体液を含む液体が挙げられる。特に細胞浮遊液が血液の場合は、ポンプ等の駆動力を用いて、患者の血液を体外循環する回路に本発明の細胞選択吸着カラムを組み込めば、特定の細胞除去による疾患治療法(特に自己免疫疾患)として有効であり、これは本発明の細胞選択吸着カラムの好ましい使用法である。 The cell suspension that passes through the cell-selective adsorption column is not particularly limited. For example, a cell suspension obtained from a bioreactor that produces a useful substance for certain cells, blood, lymphocytes, ascites, pleural effusion, bone marrow fluid, etc. Body fluids or liquids containing body fluids. In particular, when the cell suspension is blood, if the cell selective adsorption column of the present invention is incorporated into a circuit that circulates the patient's blood extracorporeally using a driving force such as a pump, a disease treatment method by removing specific cells (especially self It is effective as an immune disease), which is a preferred method of using the cell selective adsorption column of the present invention.
本発明の細胞選択吸着カラムを血液体外循環治療に適用する場合は、カラムの容積、通気抵抗、さらには患者の体重、状態等にもよるが、血液の循環流速は5〜100ml/minが好ましく、20〜80ml/minがより好ましく、30〜60ml/minが特に好ましい。流速が5ml/minよりも低いと治療に時間が掛かるため患者の負担が大きく好ましくないし、一方で流速が100ml/minよりも高いと細胞選択吸着が十分に行われないため好ましくない。また同じく血液体外循環治療に適用する場合のカラム内容量は、50〜500mlが好ましく、100〜400mlがさらに好ましく、150〜300mlがより好ましい。カラムの内容量が50ml未満であると、細胞吸着容量が不十分なため治療の途中にカラムを新しいものに交換する必要が生じるので患者の負担が大きくなる上、被治療サイドのコストアップにも繋がるため好ましくない。一方、カラム内容量が500mlを超えると、体外に取り出す血液量が常に500mlを超えるため、これも患者の身体的負担が大きく好ましくない。 When the cell selective adsorption column of the present invention is applied to blood extracorporeal circulation therapy, the blood circulation flow rate is preferably 5 to 100 ml / min, although it depends on the volume of the column, the ventilation resistance, and the weight and condition of the patient. 20-80 ml / min is more preferable, and 30-60 ml / min is particularly preferable. If the flow rate is lower than 5 ml / min, it takes a long time for treatment, which is not preferable for the patient. On the other hand, if the flow rate is higher than 100 ml / min, cell selective adsorption is not sufficiently performed, which is not preferable. Similarly, the column volume when applied to extracorporeal blood circulation treatment is preferably 50 to 500 ml, more preferably 100 to 400 ml, and more preferably 150 to 300 ml. If the internal volume of the column is less than 50 ml, the cell adsorption capacity is insufficient, so it is necessary to replace the column with a new one in the middle of treatment, increasing the burden on the patient and increasing the cost of the treated side. Since it connects, it is not preferable. On the other hand, when the volume in the column exceeds 500 ml, the amount of blood taken out from the body always exceeds 500 ml, which is also not preferable because of the physical burden on the patient.
以下に、本発明を実施例及び比較例に基づき具体的に説明する。但し、本発明はこれらによってなんら限定されるものではない。
〔実施例1〕
<1.リガンド固定化用基材の製造>
1−1)エポキシ基が導入された不織布の製造
ポリプロピレン製不織布(以下PP不織布と略す、TAPYRUS社製 P080HW−00F、平均繊維径3.5μm)に窒素雰囲気下にてγ線を100kGy照射した後(線源は60Coを使用)、窒素バブリング法にて脱酸素処理を行ったグリシジルメタクリレート(以下GMAと略す、和光純薬(株)製、試薬1級)のメタノール(和光純薬(株)製 特級試薬)溶液(10vol%)に浸漬した。この溶液を40℃で25分間保った後、不織布を取り出し、ジメチルホルムアミド(和光純薬(株)製、特級試薬)中で充分洗浄し(ジメチルホルムアミドは3回交換した)、さらにメタノール(和光純薬(株)製、特級試薬)による洗浄を行った。12時間の風乾と、40℃での減圧乾燥を10時間行うことで、GMAがグラフト重合されたPP不織布(以下PP/PGMA不織布と略す)を得た。γ線照射前からの重量増加より算出されるグラフト率(G)は137%であった。ここでG(%)は以下の式(5)で示される値である。
G(%)=[(グラフト後不織布重量−グラフト前不織布重量)/(グラフト前不織布重量)]×100 (5)
なおグラフト率から単純に計算されるPP不織布へのエポキシ基導入量は、不織布1gあたり4.07(mmol/g)である。ただし、この不織布の所定量を充分な量のチオ硫酸ナトリウム水溶液に浸漬し、約80℃で1時間保った後、フェノールフタレインを加え、発生したOH基量を塩酸水溶液にて滴定することでエポキシ基含有量を測定したところ、PP/PGMA不織布1gあたりのエポキシ基のモル数として65(μmol/g)という値を得た。すなわち水を溶媒とする反応にて有効に使用される不織布上のエポキシ基のモル数は、計算から見積もられる値よりはかなり少ないと考えられる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited by these.
[Example 1]
<1. Production of ligand immobilization substrate>
1-1) Manufacture of non-woven fabric introduced with epoxy group After irradiating polypropylene non-woven fabric (hereinafter abbreviated as PP non-woven fabric, TAPYRUS P080HW-00F, average fiber diameter 3.5 μm) with 100 kGy in a nitrogen atmosphere (The source used is 60 Co), methanol of glycidyl methacrylate (hereinafter abbreviated as GMA, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade 1) deoxygenated by nitrogen bubbling method (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The product was immersed in a special grade reagent) solution (10 vol%). After keeping this solution at 40 ° C. for 25 minutes, the non-woven fabric was taken out and thoroughly washed in dimethylformamide (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) (dimethylformamide was changed three times) and further methanol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Washing was performed with Yakuhin Co., Ltd. (special grade reagent). By performing air drying for 12 hours and drying under reduced pressure at 40 ° C. for 10 hours, a PP nonwoven fabric (hereinafter abbreviated as PP / PGMA nonwoven fabric) on which GMA was graft-polymerized was obtained. The graft ratio (G) calculated from the weight increase before γ-ray irradiation was 137%. Here, G (%) is a value represented by the following formula (5).
G (%) = [(weight of nonwoven fabric after grafting−weight of nonwoven fabric before grafting) / (weight of nonwoven fabric before grafting)] × 100 (5)
The amount of epoxy group introduced into the PP nonwoven fabric simply calculated from the graft ratio is 4.07 (mmol / g) per 1 g of the nonwoven fabric. However, a predetermined amount of this non-woven fabric is immersed in a sufficient amount of sodium thiosulfate aqueous solution, kept at about 80 ° C. for 1 hour, phenolphthalein is added, and the amount of generated OH groups is titrated with a hydrochloric acid aqueous solution. When the epoxy group content was measured, a value of 65 (μmol / g) was obtained as the number of moles of epoxy group per 1 g of PP / PGMA nonwoven fabric. That is, it is considered that the number of moles of epoxy groups on the nonwoven fabric effectively used in the reaction using water as a solvent is considerably smaller than the value estimated from the calculation.
1−2)PP/PGMA不織布のアミノ化
上記1−1)で得たPP/PGMA不織布の1gを、エタノール(和光純薬(株)製 特級試薬)に浸漬し、続いて水にて浸漬洗浄することで親水化前処理した後、25wt%アンモニア水(和光純薬(株)製 特級試薬)の30mlに浸漬した(アンモニアの含有量は約440mmol)。そのまま25℃で4時間浸漬した後、不織布を取り出し、蒸留水(和光純薬(株)製)にて洗浄水が中性となるまで洗浄を行い、乾燥してアミノ化されたPP/PGMA不織布を得た(以下PP/PGMA(NH3)不織布と略す)。
PP/PGMA(NH3)不織布の窒素含有量、およびアンモニアを反応させる前の不織布(PP/PGMA不織布)の窒素含有量をパイロ発光法窒素分析装置(ANTEK社製 ANTEK7000)にて測定したところ、それらの値の差からアンモニアによって導入された窒素含有量(これはアミノ基量とほぼ同量に相当)は不織布1gあたり188(μmol/g)であった。
1-2) Amination of PP / PGMA non- woven fabric 1 g of the PP / PGMA non-woven fabric obtained in 1-1) above is immersed in ethanol (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), followed by immersion cleaning with water. Thus, after hydrophilization pretreatment, it was immersed in 30 ml of 25 wt% aqueous ammonia (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (ammonia content was about 440 mmol). After soaking at 25 ° C. for 4 hours, the nonwoven fabric is taken out, washed with distilled water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) until the washing water becomes neutral, dried and aminated PP / PGMA nonwoven fabric. (Hereinafter abbreviated as PP / PGMA (NH3) non-woven fabric).
The nitrogen content of the PP / PGMA (NH3) non-woven fabric and the nitrogen content of the non-woven fabric (PP / PGMA non-woven fabric) before reacting with ammonia were measured with a pyroluminescence nitrogen analyzer (ANTEK 7000, manufactured by ANTEK). From the difference in the values, the nitrogen content introduced by ammonia (which corresponds to almost the same amount as the amino group amount) was 188 (μmol / g) per 1 g of the nonwoven fabric.
1−3)PP/PGMA(NH3)不織布のエポキシ化(リガンド固定化用基材の製造)
上記1−2)で得たPP/PGMA(NH3)不織布の1gを、既述の式(4)においてn=1であるエチレングリコールジグリシジルエーテル(以下EGDEと略す、和光純薬(株)製 電子顕微鏡用)の30ml(0.20mol)に25℃にて浸漬し、その状態で反応容器全体をゆるやかに振とうしながら25℃で22時間保った。その後、不織布を取り出し、蒸留水で10回洗浄を行い、減圧乾燥(40℃、12時間)して、PP/PGMA(NH3)不織布にEGDEを導入した不織布(以下PP/PGMA(NH3)/EGDE不織布と略す)を得た。
得られた不織布の所定量を充分な量のチオ硫酸ナトリウム水溶液に浸漬し、約80℃で1時間保った。その後、フェノールフタレインを加え、発生したOH基量を塩酸水溶液にて滴定することでエポキシ基含有量を測定したところ、得られた不織布(リガンド固定化用基材)1gあたりのエポキシ基のモル数は136(μmol/g)であった(表1に記載)。
また、得られた不織布1gあたりの窒素原子のモル数は、パイロ発光法窒素分析装置(ANTEK社製 ANTEK7000)にて測定したところ、175(μmol/g)の値が得られた(表1に記載)。
<2.細胞選択吸着材の製造>
ここではターゲット細胞をヒト末梢血中のCD4陽性細胞とし、ペプチド型リガンドとしてモノクローナル抗体より人工的に作成した4H5抗ヒトCD4−Fab’抗体断片(以下Fab’と略す)を用いた。
1-3) Epoxidation of PP / PGMA (NH3) nonwoven fabric (Manufacture of base material for immobilizing ligand)
1 g of the PP / PGMA (NH3) non-woven fabric obtained in 1-2) above is an ethylene glycol diglycidyl ether (hereinafter abbreviated as EGDE) in which n = 1 in the above-described formula (4), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. The sample was immersed in 30 ml (0.20 mol) of an electron microscope at 25 ° C., and the whole reaction vessel was gently shaken in that state and kept at 25 ° C. for 22 hours. Thereafter, the nonwoven fabric is taken out, washed 10 times with distilled water, dried under reduced pressure (40 ° C., 12 hours), and a nonwoven fabric in which EGDE is introduced into the PP / PGMA (NH 3) nonwoven fabric (hereinafter PP / PGMA (NH 3) / EGDE). Abbreviated as non-woven fabric).
A predetermined amount of the obtained nonwoven fabric was immersed in a sufficient amount of an aqueous sodium thiosulfate solution and kept at about 80 ° C. for 1 hour. Thereafter, phenolphthalein was added, and the epoxy group content was measured by titrating the amount of generated OH groups with an aqueous hydrochloric acid solution. As a result, the moles of epoxy groups per gram of the obtained nonwoven fabric (ligand immobilization substrate). The number was 136 (μmol / g) (described in Table 1).
Further, the number of moles of nitrogen atoms per 1 g of the obtained nonwoven fabric was measured with a pyroluminescence nitrogen analyzer (ANTEK7000 manufactured by ANTEK), and a value of 175 (μmol / g) was obtained (Table 1). Description).
<2. Manufacture of cell selective adsorbent>
Here, the target cells were CD4 positive cells in human peripheral blood, and a 4H5 anti-human CD4-Fab ′ antibody fragment (hereinafter abbreviated as Fab ′) artificially prepared from a monoclonal antibody was used as a peptide-type ligand.
2−1)Fab’の作製
元になるマウス抗ヒトCD4抗体は市販品のclone:4H5((株)医学生物学研究所)を用いた。このマウス抗体を蛋白分解酵素であるペプシンで一定時間消化し、F(ab’)2部位とFc部位由来の断片に切断した。これをゲル濾過クロマトグラフィー精製することによって、4H5抗ヒトCD4−F(ab’)2抗体断片(以下単にF(ab’)2と略す)を得た。F(ab’)2の標的蛋白質分子結合部位数は2価であり、分子量は約100kDaであった。
次に作製したF(ab’)2を2−メルカプトエタノールを用いて、EDTA存在下の温和な条件にて、F(ab’)2のヒンジ部位と呼ばれる部分のジスルフィド結合のみを選択的に還元した。次に末端にSH基を有するアルキルチオール分子を反応させることによって、遊離の状態のSH基を塞ぐことによって、標的蛋白質結合部位数が1価のFab’を得た。Fab’の分子量は約50kDaであった。
2-1) A commercially available clone: 4H5 (Medical and Biological Laboratories Co., Ltd.) was used as the mouse anti-human CD4 antibody that was the production source of Fab ′ . This mouse antibody was digested with pepsin, a proteolytic enzyme, for a certain period of time, and cleaved into fragments derived from the F (ab ′) 2 site and the Fc site. This was purified by gel filtration chromatography to obtain a 4H5 anti-human CD4-F (ab ′) 2 antibody fragment (hereinafter simply abbreviated as F (ab ′) 2 ). The number of F (ab ′) 2 target protein molecule binding sites was bivalent, and the molecular weight was about 100 kDa.
Next, the prepared F (ab ′) 2 was selectively reduced using 2-mercaptoethanol under mild conditions in the presence of EDTA, and only the disulfide bond at the portion called the hinge site of F (ab ′) 2 was selectively reduced. did. Next, by reacting an alkylthiol molecule having an SH group at the terminal to block the free SH group, Fab ′ having a monovalent target protein binding site was obtained. The molecular weight of Fab ′ was about 50 kDa.
2−2)リガンド固定化用基材へのFab’の固定化(細胞選択吸着材の製造)
上記の「リガンド固定化用基材の製造」にて得られたPP/PGMA(NH3)/EGDE不織布から、直径7mmの円形状不織布を複数枚打ち抜き、これらの4枚を予めエタノールで親水化処理し、pH7.4のリン酸緩衝液(以下PBSと略す)でエタノールを充分置換した後、PBSに溶解したFab’溶液の400μL(濃度は16μg/400μL)に完全に浸漬し(容器はタンパク低吸着チューブ((株)ハイテック社製 M−50081を使用)、この状態を37℃で48時間保ち、Fab’の固定化を行った。その後、0.2%ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートのPBS溶液(以下Tween20溶液(関東化学製))にて、続いてPBSで充分洗浄して、CD4陽性細胞をターゲットとする細胞選択吸着材を得た。
2-2) Immobilization of Fab ′ on ligand immobilization substrate (production of cell selective adsorbent)
From the PP / PGMA (NH3) / EGDE nonwoven fabric obtained in the above-mentioned “Manufacture of ligand immobilization substrate”, a plurality of circular nonwoven fabrics having a diameter of 7 mm are punched out, and these four sheets are hydrophilized with ethanol in advance. Then, after sufficiently replacing ethanol with a phosphate buffer solution of pH 7.4 (hereinafter abbreviated as PBS), it is completely immersed in 400 μL of Fab ′ solution (concentration is 16 μg / 400 μL) dissolved in PBS (the container is low in protein). Adsorption tube (using M-50081 manufactured by Hitec Co., Ltd.), this state was maintained at 37 ° C. for 48 hours to immobilize Fab ′, and then PBS of 0.2% polyoxyethylene sorbitan monolaurate A cell selective adsorbent targeting CD4 positive cells was obtained by washing thoroughly with a solution (hereinafter, Tween 20 solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)) and PBS.
2−3)Fab’固定化量の定量
Fab’の固定化における固定化量は、PP/PGMA(NH3)/EGDE不織布浸漬前のFab’溶液の濃度(16μg/400μL)から、前記不織布浸漬後のFab’溶液の濃度を差し引いた値として算出した結果、不織布4枚あたり11μgであった。なお不織布浸漬前後のFab’溶液濃度は、BCAタンパク質定量試薬(PIERCE社製 Micro BCA(登録商標) Protein Assay Reagent Kit 23235)を用い、マイクロプレート分光光度計(Molecular Devices社製 SPECTRA MAX190、解析ソフトSOFT max PRO version3.0)によって吸光度測定を行い、定量した。
2-3) Quantification of Fab ′ Immobilization Amount The Fab ′ immobilization amount was determined from the concentration of Fab ′ solution (16 μg / 400 μL) before dipping the PP / PGMA (NH3) / EGDE nonwoven fabric after dipping the nonwoven fabric. As a result of calculating the value obtained by subtracting the concentration of the Fab ′ solution, it was 11 μg per four nonwoven fabrics. The Fab ′ solution concentration before and after immersion in the nonwoven fabric was measured using a BCA protein quantitative reagent (Micro BCA (registered trademark) Protein Assay Reagent Kit 23235 manufactured by PIERCE) and a microplate spectrophotometer (SPECTRA MAX190 manufactured by Molecular Devices, analysis software SOFT). The absorbance was measured by max PRO version 3.0) and quantified.
<3.CD4陽性細胞の選択吸着性の評価>
3−1)血液濾過操作
Fab’を固定化した細胞選択吸着材(直径7mmの円形状の不織布4枚)を、1mlサイズのフィルターホルダー(モビコールポリエチレンカラム、MoBiTec,独国)に積層充填した。このカラムに後述する方法で調製したヒト新鮮全血を、シリンジポンプを用いて一定の流速1ml/minで流し、その初期フラクション3mlを濾過後の血液として回収した。ヒト新鮮全血は、採血した血液100mlに対し、抗凝固剤としてACD−A溶液(クエン酸三ナトリウム二水和物22g、クエン酸一水和物8g、グルコース22gを注射用蒸留水1000mlに溶解させ、孔径0.2μmのフィルターで濾過した溶液)を12.5ml加えて混和し調製した。
<3. Evaluation of selective adsorption of CD4 positive cells>
3-1) Cell filtration adsorbent with immobilized blood filtration Fab ′ (four circular nonwoven fabrics with a diameter of 7 mm) was stacked in a 1 ml filter holder (Mobicol polyethylene column, MoBiTec, Germany). . Human fresh whole blood prepared by the method described later was passed through this column at a constant flow rate of 1 ml / min using a syringe pump, and 3 ml of the initial fraction was collected as filtered blood. Fresh human whole blood was dissolved in 1000 ml of distilled water for injection with 100 ml of collected blood in an ACD-A solution (22 g of trisodium citrate dihydrate, 8 g of citric acid monohydrate and 22 g of glucose). And 12.5 ml of a solution filtered through a filter having a pore size of 0.2 μm) was added and mixed.
3−2)CD4およびCD8陽性細胞の吸着率定量操作
細胞選択吸着性を評価するため、CD4陽性細胞だけでなく、CD8陽性細胞も含め吸着率を測定した。
白血球濃度の測定は、自動血球計数装置MAX A/L−Retic(BECKMANCOULTER、米国)を用いて行った。
濾過前および濾過後の血液について、それぞれ一定量の血液を採取し濾過前後のCD4およびCD8陽性細胞の存在比率を解析した。各種抗体には、Peridinin chlorophyll protein標識マウス抗ヒトCD45(クローン2D1)抗体、およびPhycoerythrin標識マウス抗ヒトCD8(クローンSK1)抗体(以上、BD Biosciences、米国)、マウス抗Allophycocyanin標識ヒトCD3(クローンUCHT1)抗体、およびFluoresecin isothiocyanateマウス抗ヒトCD4(クローン13B8.2)抗体(以上、BECKMANCOULTER、米国)を用いた。細胞表面解析はフローサイトメーターFACSCalibur、および解析ソフトCELL Quest(以上、BD Bioscience、米国)を用いた。機器の調整は、ソフトウェアFACS Comp(同上)を実行した後、単一標識した濾過前液にてコンペンセーションの調整を行った。各抗体のコントロールには、それぞれ標識抗体のアイソタイプコントロールを用いた。
CD4およびCD8陽性細胞の吸着率は、血液の濾過前後の白血球濃度と、CD4およびCD8陽性細胞の存在比率の結果から算出した結果、CD4陽性細胞の吸着率が80%、CD8陽性細胞の吸着率は13%であった。
3-2) Adsorption rate quantification of CD4 and CD8 positive cells In order to evaluate cell selective adsorption, the adsorption rate was measured not only for CD4 positive cells but also for CD8 positive cells.
The leukocyte concentration was measured using an automatic blood cell counter MAX A / L-Retic (BECKMANCOULTER, USA).
About blood before filtration and after filtration, a certain amount of blood was collected, and the abundance ratio of CD4 and CD8 positive cells before and after filtration was analyzed. Various antibodies include Peridin chlorophyll protein-labeled mouse anti-human CD45 (clone 2D1) antibody, and Physicoerythrin-labeled mouse anti-human CD8 (clone SK1) antibody (above, BD Biosciences, USA), mouse anti-Allophycocyanin-labeled human CD3 (clone UCHT1) Antibodies and Fluorescein isothiocyanate mouse anti-human CD4 (clone 13B8.2) antibody (above BECKMANCOULTER, USA) were used. For cell surface analysis, a flow cytometer FACSCalibur and analysis software CELL Quest (above, BD Bioscience, USA) were used. The instrument was adjusted by executing the software FACS Comp (same as above) and then adjusting the compensation with a single-labeled pre-filtration solution. For control of each antibody, isotype control of labeled antibody was used.
The adsorption rate of CD4 and CD8 positive cells was calculated from the results of the leukocyte concentration before and after blood filtration and the abundance ratio of CD4 and CD8 positive cells. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 80% and the adsorption rate of CD8 positive cells Was 13%.
〔実施例2〕
実施例1の1−3)にて使用したEGDEの代わりに、既述の式(4)で示される構造においてn=2のジグリシジル化合物(ナガセケムテックス(株)製、デナコールEX−851)を用いる以外は実施例1と同様の手順にて、リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材を作製し、ヒト末梢血からの細胞選択吸着率の測定を行った。その結果、CD4陽性細胞の吸着率は45%、CD8陽性細胞の吸着率は9%であった。これらの値を含め、得られた結果を表1に記載した。
[Example 2]
In place of EGDE used in 1-3) of Example 1, a diglycidyl compound of n = 2 in the structure represented by the above-described formula (4) (Nagase ChemteX Corp., Denacol EX-851) was used. A base material for immobilizing a ligand and a cell selective adsorbent were prepared in the same procedure as in Example 1 except that they were used, and the cell selective adsorption rate from human peripheral blood was measured. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 45%, and the adsorption rate of CD8 positive cells was 9%. The results obtained, including these values, are listed in Table 1.
〔実施例3〕
実施例1の1−3)にて使用したEGDEの代わりに、既述の式(4)で示される構造においてn=4のジグリシジル化合物(ナガセケムテックス(株)製、デナコールEX−821)を用いる以外は実施例1と同様の手順にて、リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材を作製し、ヒト末梢血からの細胞選択吸着率の測定を行った。その結果、CD4陽性細胞の吸着率は44%、CD8陽性細胞の吸着率は10%であった。これらの値を含め、得られた結果を表1に記載した。
Example 3
In place of EGDE used in 1-3) of Example 1, a diglycidyl compound having a structure represented by the above-described formula (4) and having n = 4 (manufactured by Nagase ChemteX Corp., Denacol EX-821) A base material for immobilizing a ligand and a cell selective adsorbent were prepared in the same procedure as in Example 1 except that they were used, and the cell selective adsorption rate from human peripheral blood was measured. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 44%, and the adsorption rate of CD8 positive cells was 10%. The results obtained, including these values, are listed in Table 1.
〔実施例4〕
実施例1の1−2)にて使用した25wt%アンモニア水の30mlの代わりに、モノエタノールアミン(和光純薬(株)製、特級)のエタノール溶液(30wt%、モノエタノールアミンの含有量は約130mmol)の30mlを用い、これにPP/PGMA不織布を浸漬する以外は実施例1と同様の手順にて、リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材を作製し、ヒト末梢血からの細胞選択吸着率の測定を行った。その結果、CD4陽性細胞の吸着率は74%、CD8陽性細胞の吸着率は12%であった。これらの値を含め、得られた結果を表1に記載した。
Example 4
Instead of 30 ml of 25 wt% aqueous ammonia used in 1-2 of Example 1, the ethanol solution (30 wt%, monoethanol amine content of monoethanolamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade)) A substrate for ligand immobilization and a cell selective adsorbent were prepared in the same procedure as in Example 1 except that 30 ml of about 130 mmol) was used and PP / PGMA non-woven fabric was immersed in this, and cells from human peripheral blood were prepared. The selective adsorption rate was measured. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 74%, and the adsorption rate of CD8 positive cells was 12%. The results obtained, including these values, are listed in Table 1.
〔実施例5〕
実施例1の1−2)にて使用した25wt%アンモニア水の30mlの代わりに、n−プロピルアミン(和光純薬(株)製、特級)のエタノール溶液30ml(n−プロピルアミンの濃度は30wt%、その含有量は約140mmol)を用い、これにPP/PGMA不織布を浸漬する以外は実施例1と同様の手順にて、リガンド固定化用基材および細胞選択吸着材を作製し、ヒト末梢血からの細胞選択吸着率の測定を行った。その結果、CD4陽性細胞の吸着率は78%、CD8陽性細胞の吸着率は15%であった。これらの値を含め、得られた結果を表1に記載した。
Example 5
Instead of 30 ml of 25 wt% aqueous ammonia used in 1-2) of Example 1, 30 ml of ethanol solution of n-propylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade) (concentration of n-propylamine is 30 wt. %, The content is about 140 mmol), and a substrate for ligand immobilization and a cell-selective adsorbent were prepared in the same manner as in Example 1 except that PP / PGMA nonwoven fabric was immersed in this. The cell selective adsorption rate from blood was measured. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 78%, and the adsorption rate of CD8 positive cells was 15%. The results obtained, including these values, are listed in Table 1.
〔比較例1〕
実施例1の2−2)において、PP/PGMA(NH3)/EGDE不織布の代わりに1−1)で作製したPP/PGMA不織布(チオ硫酸ナトリウム法を用い水中にて測定されたエポキシ基のモル数は65(μmol/g))を用いる他は、実施例1と同様の手順にて細胞選択吸着材を作製し、ヒト末梢血からの細胞選択吸着率の測定を行った。その結果、CD4陽性細胞の吸着率は僅か32%、CD8陽性細胞の吸着率は11%であり、Fab’のアフィニティーの発現が不十分であることが分かった。これらの値を含め、得られた結果を表1に記載した。
[Comparative Example 1]
PP / PGMA nonwoven fabric prepared in 1-1) instead of PP / PGMA (NH3) / EGDE nonwoven fabric in Example 2-2) (moles of epoxy groups measured in water using sodium thiosulfate method) A cell selective adsorbent was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the number was 65 (μmol / g)), and the cell selective adsorption rate from human peripheral blood was measured. As a result, it was found that the adsorption rate of CD4 positive cells was only 32%, the adsorption rate of CD8 positive cells was 11%, and the expression of Fab ′ affinity was insufficient. The results obtained, including these values, are listed in Table 1.
〔比較例2〕
Fab’固定化用ビーズの作製
2.0g(サクションゲルとしての値;以下ビーズの重量とはサクションゲルの重量を意味する)のセルロースビーズ(チッソ(株)製、セルロファインCPB−06−uc、粒子径400μm、排除限界分子量200万)を、40mlのエピクロロヒドリン(和光純薬(株)製 特級試薬)と130mlの0.1N−NaOH水溶液からなる混合溶液に加え、25℃の恒温振とう槽中でゆるやかに振とうした。24時間後、ビーズを吸引濾過し、蒸留水で洗浄液が中性になるまで十分に洗浄した。得られたエポキシ化ビーズ1gあたりのエポキシ基含有量は、実施例1の1−1)に示したチオ硫酸ナトリウム水溶液法にて測定すると280(μmol/g)であった。
次に得られたエポキシ化ビーズの1.5gを、25wt%アンモニア水(和光純薬(株)製 特級試薬)の30mlに加えた(アンモニアの含有量は約440mmol)。そのまま25℃で2時間ゆるやかに振とうした後、吸引濾過にてビーズを取り出し、蒸留水にて洗浄水が中性となるまで洗浄を行った。得られたアミノ化ビーズの一部を乾燥した後、そのビーズの窒素含有量、およびアンモニアを反応させる前のエポキシ化ビーズの窒素含有量をパイロ発光法窒素分析装置(ANTEK社製 ANTEK7000)にて測定し、それらの値の差からアンモニアによって導入された窒素の含有量はビーズ1gあたり370(μmol/g)であった。
さらに得られたアミノ化ビーズの1.0gを、EGDEの30ml(0.20mol)に25℃にて浸漬し、その状態で反応容器全体をゆるやかに振とうしながら25℃で22時間保った。その後、ビーズを吸引濾過にて取り出し、蒸留水で10回洗浄を行って、EGDEを導入したビーズ(EGDE化ビーズ)を得た。
得られたEGDE化ビーズのエポキシ基含有量は、1gあたり268(μmol/g)であった。またビーズ1gあたりの窒素原子のモル数は、345(μmol/g)であった(表1に記載)。
[Comparative Example 2]
Preparation of Fab ′ immobilization beads 2.0 g (value as a suction gel; hereinafter, the weight of the beads means the weight of the suction gel) cellulose beads (manufactured by Chisso Corporation, Cellulofine CPB-06-uc, A particle size of 400 μm and an exclusion limit molecular weight of 2 million) is added to a mixed solution consisting of 40 ml of epichlorohydrin (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 130 ml of a 0.1 N NaOH aqueous solution, and is shaken at 25 ° C. Shake gently in the tank. After 24 hours, the beads were filtered by suction and washed thoroughly with distilled water until the washing solution became neutral. The epoxy group content per 1 g of the obtained epoxidized beads was 280 (μmol / g) as measured by the sodium thiosulfate aqueous solution method shown in 1-1) of Example 1.
Next, 1.5 g of the obtained epoxidized beads was added to 30 ml of 25 wt% aqueous ammonia (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (ammonia content was about 440 mmol). After gently shaking for 2 hours at 25 ° C., the beads were taken out by suction filtration and washed with distilled water until the washing water became neutral. After drying a part of the aminated beads obtained, the nitrogen content of the beads and the nitrogen content of the epoxidized beads before reacting with ammonia were measured using a pyroluminescence nitrogen analyzer (ANTEK7000 manufactured by ANTEK). From the difference between the measured values, the nitrogen content introduced by ammonia was 370 (μmol / g) per 1 g of beads.
Further, 1.0 g of the obtained aminated beads were immersed in 30 ml (0.20 mol) of EGDE at 25 ° C., and the whole reaction vessel was gently shaken in this state and kept at 25 ° C. for 22 hours. Thereafter, the beads were taken out by suction filtration and washed 10 times with distilled water to obtain beads introduced with EGDE (EGDE-modified beads).
The epoxy group content of the obtained EGDE beads was 268 (μmol / g) per 1 g. The number of moles of nitrogen atoms per gram of beads was 345 (μmol / g) (described in Table 1).
Fab’の固定化とCD4陽性細胞の選択吸着性評価
上記のEGDE化ビーズの0.50gを1mLサイズのフィルターホルダー(モビコールポリエチレンカラム、MoBiTec,独国)に充填し、液体出口にキャップを取り付け、PBSに溶解したFab’溶液の400μL(濃度は16μg/400μL)を加えてに完全に浸漬し、この状態を37℃で48時間保った。その後、Tween20溶液、続いてPBSをフィルターホルダーに通液して充分洗浄した。実施例1の2−3)と同様の方法にて見積もられたFab’の固定化量は、ビーズ0.50gあたり9μgであった。
以上の操作にて得られたEGDE化ビーズが充填されたフィルターホルダーを用い、実施例1の3−1)記載の血液濾過操作および3−2)記載の吸着率定量操作と同様の操作を行った結果、CD4陽性細胞の吸着率は28%、CD8陽性細胞の吸着率は10%であり、選択吸着性は不十分であった。
Immobilization of Fab ′ and evaluation of selective adsorption of CD4 positive cells 0.50 g of the above EGDE beads are filled in a 1 mL filter holder (Mobicol polyethylene column, MoBiTec, Germany), and a cap is attached to the liquid outlet. Then, 400 μL of Fab ′ solution dissolved in PBS (concentration: 16 μg / 400 μL) was added and completely immersed, and this state was kept at 37 ° C. for 48 hours. Thereafter, the Tween 20 solution and then PBS were passed through the filter holder and thoroughly washed. The immobilized amount of Fab ′ estimated by the same method as in 2-3) of Example 1 was 9 μg per 0.50 g of beads.
Using the filter holder filled with the EGDE-modified beads obtained by the above operation, the blood filtration operation described in Example 3-1) and the adsorption rate determination operation described in 3-2) were performed. As a result, the adsorption rate of CD4 positive cells was 28%, the adsorption rate of CD8 positive cells was 10%, and the selective adsorption property was insufficient.
本発明のリガンド固定化用基材は、特定のターゲット細胞の表面に特異的親和性を有するアフィニティーリガンドを固定化することで優れた細胞選択吸着材となり、これを入口と出口を有する容器に充填することで、各種の細胞浮遊液からの細胞選択吸着カラムとして使用することができる。特にペプチド型リガンドを固定しても本来のアフィニティーの低下が起こらないので、細胞選択吸着性だけでなくコストパフォーマンスにも優れ、さらに医療用途に使用する場合には安全性にも優れた細胞選択吸着カラムとして利用可能である。
細胞選択吸着の対象となる細胞浮遊液としては、特定の細胞に有用医薬物質等を生産させるバイオリアクターなどで使用される細胞浮遊液や、血液、リンパ液、腹水、胸水、骨髄液、尿などの体液またはこれら体液を含む液体が挙げられる。
細胞浮遊液が血液の場合、ポンプ等の駆動力を用いて患者の血液を体外循環する回路に本発明の細胞選択吸着カラムを組み込めば、特定の細胞除去(例えばCD4陽性細胞)による疾患治療(例えば多発性硬化症などの自己免疫疾患)に有効であり、選択的細胞吸着による体外免疫調節治療システムの開発に有用である。また造血幹細胞移植治療を目的とする、血液(末梢血)や骨髄液からのCD34陽性細胞回収にも使用可能である。その他、体液や体液を含む液体からの癌細胞、腫瘍細胞、活性化リンパ球、炎症性白血球、赤芽球等の選択的吸着除去や回収によって治療用途や診断用途に使用することも可能である。
The ligand immobilization substrate of the present invention becomes an excellent cell selective adsorbent by immobilizing an affinity ligand having specific affinity on the surface of a specific target cell, and this is filled in a container having an inlet and an outlet. By doing so, it can be used as a cell selective adsorption column from various cell suspensions. In particular, even if a peptide-type ligand is immobilized, the original affinity does not decrease, so that not only cell-selective adsorption but also cost performance is superior, and cell-selective adsorption that is also safe for use in medical applications. It can be used as a column.
Cell suspensions subject to selective cell adsorption include cell suspensions used in bioreactors that produce useful pharmaceutical substances for specific cells, blood, lymph, ascites, pleural effusion, bone marrow, urine, etc. Examples include body fluids and liquids containing these body fluids.
When the cell suspension is blood, if the cell selective adsorption column of the present invention is incorporated in a circuit that circulates the patient's blood extracorporeally using a driving force such as a pump, disease treatment by specific cell removal (for example, CD4 positive cells) ( For example, it is effective for autoimmune diseases such as multiple sclerosis) and useful for the development of an in vitro immunoregulatory treatment system by selective cell adsorption. It can also be used to collect CD34 positive cells from blood (peripheral blood) or bone marrow fluid for the purpose of hematopoietic stem cell transplantation treatment. In addition, it can also be used for therapeutic and diagnostic applications by selective adsorption removal and collection of cancer cells, tumor cells, activated lymphocytes, inflammatory leukocytes, erythroblasts, etc. from body fluids and fluids containing body fluids .
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