Способ получения полиакролеиновых латексов

 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений. Данный способ позволяет повысить химическую стабильность латексных частиц и снизить степень их неспецифического связывания с белками, что дает возможность использовать такие латексы в качестве перспективных носителей биологических макромолекул. Способ осуществляется путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде в присутствии термораспадающихся радикальных инициаторов, взятых в количестве 3 - 6% от массы мономера, и проведением процесса сначала при 5 - 35°С в течение 1,5 - 2,5 ч, а затем при 40 - 90°С в течение 2 - 3 ч. При проведении полимеризации в присутствии водорастворимых органических красителей можно получать окрашенные латексные частицы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) SU(Ill

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4297182/23-05 (22) 14.08.87 (46) 23.05.90. Бюл. В 19 (71) Институт биоорганической химии им. М.М.Немякина, Научно-производственное объединение "Биолар" и Московский институт тонкой химической технологии им. M.Â. Ломоносова (72) Ю.В.Лукин, В.А.Сочилин, В.Н.Бахарев, И.А.Грицкова, В.П.Зубов, М.К.Клявиньш, А.С.Роска и А.Х.Зицманис (53) 678.764.32 (088.8) (56) Заявка ФРГ У 3224484, кл. С 08 F 2/22, опублик. 1983 ° (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАКРОЛЕИНОВЫХ ЛАТЕКСОВ (57) Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, ДанИзобретение относится к области химии и технологии высокомолекулярных соединений, конкретно к усовершенствованному способу получения полиакролеиновых латексов, которые могут найти применение в медицине и в био" технологии в качестве носителей биологически активных веществ и иммунохимических реагентов для диагностики заболеваний.

Цель изобретения — повьппение химической стабильности латексов и уменьшение физической адсорбции на них белков, а также получение окрашенных латексов.

При использовании в качестве иммунохимических реагентов (ИХР) латексы должны обладать следующими свойства(g))5 С 08 F 116/34, 2/22, 2/44 ный способ позволяет повысить химическую стабильность латексных частиц и снизить степень их неспецифического связывания с белками, что дает возможность использовать такие латексы в качестве перспективных носителей биологических макромолекул.

Способ осуществляется путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде в присутствии термораспацающихся радикальных инициаторов, взятых в количестве 3-67 от массы мономера, и проведением процесса сначала при

5-35 С в течение 1,5-2,5 ч, а затем при 40-90 С в течение 2-3 ч. При проо ведении полимеризации в присутствии водорастворимых органических красителей можно получать окрашенные латексные частицы. 1 таьл. ми: низким уровнем неспецифического связывания с белками и другими лигандами, быть химически стабильными, иметь узкое распределение частиц по размерам и иметь функциональные группы, удобные для связывания с белками.

Одним из традиционных методов иммуноанализа с использованием латексов является реакция латексной агглютинации (ЛА). Однако при визуальном наблюдении агглютинации затруднительно определить переход от положительной реакции к отрицательной из-за недостаточно контрастной картины агглютинации, создаваемой обычными латексами, имеющими бельп цвет. Для улучшения контрастности картины ЛА предлагается использовать окрашенные иммунолатексы, которые дают возмох<ность более четко тестировать реакцию, Среди латексов, используемых в качестве ИХР., наиболее перспектив5 ным являются полиакропеиновые (ПА) латексы. несущие на поверхности частиц альдегидны группы, которые легко образуют ковалентную связь с первич= ными аминогруппами белков.

Пример t. В термостатирован-ную колбу, снабх<енн ло механической мешалкой и вводом для инертного газа, вводят 1 г свежеперегнанного акролеи- 15 на, 26,8 мл дистиллированной воды я при перемешивании добавляют 0,2 н, аодный раствор !<ОН до рН 10,5,, месь

-еремешив,,ют при комнатной температуре, пока рН смеси не понизится до

8,0. Далее полученную суспензию продувают слабым током аргона в течепие

10 мин, нагревают до 40 С, добавляют

2 мп 2%-ного водного раствора персупьфата калия и дополнительно перемешивают 2,5 ч при 40 С в атмосфере аргона. Получают ПА латекс со средним диаметром частиц 0,5 мкм. Выход полимера 76%, содержание альдегицных групп 2,66 ммоль (3,5 ммоль/г патек- 0 са) .

Пример 2. Процесс проводят как в примере 1, но после снижения рН смеси до ?,8 полученную суспензию нагревают до ?О С, добавляют 0,03 г

55 динитрила аэобисизомаслянсй кислотьi в 1 мл этанола и переметивают 2 ч при 60 С. Получают ПА патекс со средним piiawie po частиц О, 45 мкм.

Выход полимера 78%. Содержание апь) дегидных групп 2,7 ммоль (3,. 45 ммопь/г) .

Пример 3. Процесс проводят как в примере 1, но после снижения рН смеси,цо 7,5 суспензию нагревают до 90 С, добавляют 0,06 г пероксида. бензоила в 1 мл этанола и перемешио вают при 90 С 3 ч. Получают ПА патекс со средним диаметром частиц 0,6 мкм. !

Выход полимера 73%, содержание альдегидных групп 2,48 ммоль (3,4 ммопь/г патекса).

Пример 4. Процесс проводят как в примере 1, но в исходный раствор акролеина перед полимеризацией вводят 2 мл 0,01%-ного водного раствора нейтрального красного (0,03% от массы мономера), Получают окрашенный в красный цвет патекс со средним диаметром частиц 0,95 мкм.

Пример 5. Процесс проводят ка.к в примере 1, но в растворе акролеина перед полимеризацией вводят

2 мл 0,06%-ного водного раствора малахитового зепеного (0,12% от массы мономера). Получают окрашенный в зеленый цвет патекс со средним диаметром частиц 1 2 мкм.

Пример 6. Процесс проводят как в примере 1, но в исходный раствор акролеина перед полимеризацией добавляют 2 мл 0,75%-ного раствора акрицинового оранжевогс (1,5% от массы мономера). Получают окрашенный в желтый цвет латекс со средним диаметром частиц 1,4 мкм.

П p:и :м е р 7. Б термостатируемый реактор на 10 и, снабженный мешачкой, вводом для инертного газа, вводят

400 мл акролеина, 8,5 л дистиллированной воды и l,1 г красителя нейт-.рального красного. K полученной смеси добавляют при перемешивании 660 мл

0,2 н. раствора КОН до установления рН 11,0 и гродолжают перемешивание при комнатной температуре, пока рН смеси не понизится до 7,9. Затем попученнуоо с"спензию продувают слабым

ToI<0M яргона 15 мин„ Hÿi оевают до

50 С и добавляют 100 мп 60%-ного водного раствора персуль<рата капия.

Смесь выдержива.от при 50 С 2,5 ч и получают окрашенный в красный цве:

ПЛ патекс со средним диаметро« частиц 1,45 мкм. Выход, полимера 75%., содержание апьдегидны-;: групп 472,10 ммоль (2,8 ммоль/г)„

Пример 8 (известный). В 2горлую.колбу, снабженную механической мешалкой, помещают 1,2 мл (i г) акролеина, 26,,8 мп дистиллированной воды и 0,15 г эмульгатора П1А

NaHS0> и по каплям при перемешивании добавляют 2 мл 0,2 н. водного раствора КОН. Смесь перемешива,от при 2 С

2, Р в течение 2,5 ч. Получают ",.aòåêñ со средним диаметром частиц О,"5 мкм.

Пример 9. Определение связывания бычьего сывороточного альбумина (HCA) с ПА патексами ПА латексы, полученные по примерам 1-8„ промывают дистиллированной водой с помощью центрифугирования четыре раза и суспендируют в фосфатном сопевом буфере

0,01 N с рН 7.,2 (ФСБ) до 2%-ной концентрации, 2 мл патексной суспепзии смешивают с равным объемом раствора

BCA в ФСБ и выдерживают l,5 ч при

5 15 комнатной температуре и слабом пере-мешивании. Далее латекс центрифугируют и определяют количество БСА в надосадочной жидкости по методу Лоури, По разнице в количестве добавлен. ного в исходную суспензию и оставшегося в надосадочной жидкости БСА рассчитывают количество связавшегося с латексом белка.

Определение физической адсорбции

БСА на ПА латексах. Полученные по примерам 1-8 ПА латексы промывают как описано и инкубируют с 1%-ным раствором глицина в ФСБ в течение

2,5 ч при комнатной температуре для блокирования альдегидных групп ПА латексов. Затем образцы отмывают от избытка глицерина центрифугированием, проводят инкубацию с БСЛ и определение связавшегося белка как описано.

Степень физической адсорбции белка опредепяют как процентное соотношение количества БСА, связавшегося с

ПА латексами, обработанными глицином и количества БСА, связавшегося с

ПА латексами, не обработанными глицином.

Пример 10. Определение химической стабильности ПА латексов.

Химическую стабильность латексов определяют по изменению оптической плотности их супернатантов при

= 320 нм во времени (через 1 день, 1 неделю и 1 месяц хранения латексов),которая указывает, вымываются

Пример

Содержание альдегидных групп

Выход полиФизиче ская адсорбция

БСА на латексах, %

2,66

2,70

2,48

2,32

1,65

1,54

472, 10 .2,17

1 76

2 78

3 73

4 80 .5 72

6 70

7 75

8 62 (известный) 3,5

3,45

3,4

2,9

2,3

2,2

2,8

3,5

Оу30 0910 0,10

0,46 0,10 0,10

0 50 0,15 О, i5

О, 36 О, 10 0,10

052 012 . 013

0,60 0,10 0,12

0,48 О, 11 G,1i

3,50 0,10 0,75

0,11

0,10

0,16

0,12

О, 15

0,13

0,12

1,40, мера, % ммоль ммоль/г

65845 б ли из полимерной матрицы низкомолеку.лярные компоненты, максимум поглощения которых находится в области 320 нм.

В случае роста во времени величины

5 оптической плотности латекс является химически малостабильным. Если величина оптической плотности не изменяется во времени, латекс является хими О чески стабильным.

Данные по изменению оптической плотности суп рнатантов полученных

ПА латексов представлены в таблице.

Формула изобретения

1. Способ получения полиакролеиновых латексов путем полимеризации акролеина в водно-щелочной среде дс

20 достижения рН 7,5-8, О, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения химической стабильности латексов и уменьшения физической адсорбции на них белков, полученный продукт

25 подвергают дальнейшей радикальной полимеризации в присутствии 3-6% от массы акролеина радикальных инициаторов в течение 2-3 ч.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю30 шийся тем, что, с целью получения окрашенных латексов, процесс полимеризации акролеина в водно-ще лочной среде осуществляют в присутствии 0,02-1,5% от массы акролеина водорастворимого органического красителя.

Оптическая плотность супернатантов латексов при хранении их в воде при 22 С (A = 320 нм) через

1 день 10 дней 1 месяц