特許 6774191 着色粒子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6774191

(24)【登録日】2020年10月6日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】着色粒子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/20 20060101AFI20201012BHJP

   G01N 33/50 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   C08J3/20 CCET

   G01N33/50 T

   G01N33/50 U

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-57122(P2016-57122)

(22)【出願日】2016年3月22日

(65)【公開番号】特開2016-176074(P2016-176074A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2019年3月19日

(31)【優先権主張番号】特願2015-58210(P2015-58210)

(32)【優先日】2015年3月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004178

【氏名又は名称】ＪＳＲ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】513133022

【氏名又は名称】ＪＳＲライフサイエンス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001070

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＳＩＮＰＡＴ

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 明子

(72)【発明者】

【氏名】小林 邦彦

【審査官】 清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２５６５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４３２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３０６１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８１３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３６３３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ３／２０

Ｇ０１Ｎ ３３／４８−３３／９８

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料を油性有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液を、水系媒体中に分散させて染料エマルションを調製する工程と、
前記染料エマルションと、ポリマー粒子と、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）とを混合した混合液中においてポリマー粒子を染色する工程と、
を含み、
前記ポリマー粒子が、（ａ）酸性基を有する単量体０質量％を超え１０質量％以下と、（ｂ）単量体（ａ）と共重合可能なその他の単量体９０質量％以上１００質量％未満（ただし（ａ）＋（ｂ）＝１００質量％であり、単量体（ｂ）は、芳香族ビニル単量体を、単量体（ｂ）の全量に対し、１０〜１００質量％の量で含む。）との共重合体粒子である、
着色粒子の製造方法。

【請求項2】

前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤の使用量が、前記水系媒体、前記油性有機溶媒、前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤、前記染料及び前記ポリマー粒子の総量に対して３０ｗｔ％以下である、請求項１に記載の着色粒子の製造方法。

【請求項3】

前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤及び前記油性有機溶媒のＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ＳＰ値）が、下記式（ｉ）及び（ｉｉ）の関係を満たす、請求項１〜２のいずれか１項に記載の着色粒子の製造方法。
（ｉ）：ＳＰ_O＜ＳＰ₁＜ＳＰ_W
（ｉｉ）：ＳＰ_W−ＳＰ_O＞２５［ＭＰａ^1/2］
（式中、「ＳＰ₁」は、前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤のＳＰ値であり、「ＳＰ_O」は、前記油性有機溶媒のＳＰ値であり、「ＳＰ_W」は、前記水のＳＰ値である。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、着色粒子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、試料中の被検出物質を抗原抗体反応に基づいて免疫学的に検出するための方法として、イムノクロマトグラフ法が知られている。イムノクロマトグラフ法において、標識抗体として、抗体を感作した着色担体粒子を用いた場合、標識抗体が判定領域に捕捉されると判定領域の色調等が変化する。このような判定領域の色調等の変化を観察することにより、試料中の被検出物質の有無について目視判定を行うことができる。

【0003】

このような着色粒子を製造する方法としては、従来より様々な方法が知られているが、いずれの方法でも、イムノクロマトグラフ法などにおいて目視判定ができる程度の十分な色調を有する着色粒子を作製するためには、長い染色時間を要することが問題点として挙げられる。

【0004】

具体的には、特許文献１には、油溶性染料を水溶性有機溶媒に溶解して染料溶液を作製し、ポリマー粒子と混合して着色粒子を作製する方法が知られている。しかし、特許文献１に示されたような従来の染色方法では、高濃度の染料溶液を用いた場合、着色粒子の凝集が起こりやすく、該凝集が起こらない程度の濃度の染料溶液を用いた場合、十分な色調を有する着色粒子を作製するには一日以上の染色時間を要するため、着色粒子の生産性は低かった。

【0005】

また、特許文献２には、水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料を油性有機溶媒に溶解させて得られる染料溶液を水系媒体中に微分散させて染料エマルションを調製し、この染料エマルションと、染色すべきポリマー粒子の水系媒体によるポリマー粒子分散液とを混合してポリマー粒子を染色する着色粒子の作製方法が記載されている。この方法は、染料エマルションを用いる方法であるため、特許文献１に記載の方法に比べ染色時間は短縮されるが、この方法であっても十分な色調を有する着色粒子を作製するには１２時間以上の染色時間を要するため、着色粒子の生産性は低かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−８１３６９号公報

【特許文献2】特開平４−３６３３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、従来と同程度の色調を有する着色粒子を作製するにあたり、短い染色時間で染色可能な、生産性の高い着色粒子の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題は、以下の手段により解決することができる。
なお、本発明において、数値範囲を表す「ａ〜ｂ」等の表記は、ａ以上、ｂ以下と同義であり、ａ及びｂをその範囲内に含むものとする。

【0009】

〈１〉 水系媒体中において、油性有機溶媒と、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）との存在下で、水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料によりポリマー粒子を染色する工程を含む、
着色粒子の製造方法。

【0010】

〈２〉 水系媒体中、水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料と油性有機溶媒とを含む微分散された油滴により、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）の存在下で、ポリマー粒子を染色する工程を含む、
〈１〉に記載の着色粒子の製造方法。

【0011】

〈３〉 水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料を油性有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液を、水系媒体中に分散させて染料エマルションを調製する工程と、
前記染料エマルションと、ポリマー粒子と、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）とを混合した混合液中においてポリマー粒子を染色する工程と、
を含む、〈１〉又は〈２〉に記載の着色粒子の製造方法。

【0012】

〈４〉 水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料を油性有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液と、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）と、ポリマー粒子と、水系媒体とを混合し、混合液を調製する工程と、
前記混合液中で前記染料液を微分散させることでポリマー粒子を染色する工程と、
を含む、〈１〉又は〈２〉に記載の着色粒子の製造方法。

【0013】

〈５〉 前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤の使用量が、前記水系媒体、前記油性有機溶媒、前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤、前記染料及び前記ポリマー粒子の総量に対して３０ｗｔ％以下である、〈１〉〜〈４〉のいずれかに記載の着色粒子の製造方法。

【0014】

〈６〉 前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤及び前記油性有機溶媒のＳｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ＳＰ値）が、下記式（ｉ）及び（ｉｉ）の関係を満たす、〈１〉〜〈５〉のいずれかに記載の着色粒子の製造方法。
（ｉ）：ＳＰ_O＜ＳＰ₁＜ＳＰ_W
（ｉｉ）：ＳＰ_W−ＳＰ_O＞２５［ＭＰａ^1/2］
（式中、「ＳＰ₁」は、前記水溶性かつ染料を溶解する溶剤のＳＰ値であり、「ＳＰ_O」は、前記油性有機溶媒のＳＰ値であり、「ＳＰ_W」は、前記水のＳＰ値である。）

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、従来よりも短い染色時間で生産性よく従来と同程度の色調を有する着色粒子を作製することができる。このため、凝集の起こりにくい着色粒子を得ることができる。

【発明を実施するための形態】

【0016】

≪着色粒子の製造方法≫
本発明に係る着色粒子の製造方法（以下「製造方法Ｉ」ともいう。）は、水系媒体中において、油性有機溶媒（以下単に「有機溶媒」ともいう。）と、水溶性かつ染料を溶解する溶剤（但し、前記油性有機溶媒は除く）（以下「溶解溶剤」ともいう。）との存在下で、水に不溶性でかつ油性有機溶媒に可溶な染料（以下単に「染料」ともいう。）によりポリマー粒子を染色する工程を含む。
このような製造方法Ｉによれば、従来よりも短い染色時間で生産性よく従来と同程度の色調を有する着色粒子を作製することができる。この効果にさらに優れ、より着色粒子同士の凝集が起こりにくく、分散性に優れる着色粒子分散液を容易に得ることができる等の点から、前記製造方法Ｉとしては、下記製造方法ＩＩが好ましく、下記製造方法ＩＩＩ及びＩＶがより好ましく、下記製造方法ＩＩＩが特に好ましい。

【0017】

製造方法ＩＩは、水系媒体中、染料と有機溶媒とを含む微分散された油滴により、溶解溶剤の存在下で、ポリマー粒子を前記染料により染色する工程を含む。

【0018】

製造方法ＩＩＩは、染料を有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液を、水系媒体中に分散させて染料エマルションを調製する工程と、
前記染料エマルションと、ポリマー粒子と、溶解溶剤とを混合した混合液中においてポリマー粒子を染色する工程とを含む。

【0019】

製造方法ＩＶは、染料を有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液と、溶解溶剤と、ポリマー粒子と、水系媒体とを混合し、混合液を調製する工程と、
前記混合液中で前記染料液を微分散させることでポリマー粒子を染色する工程とを含む。

【0020】

なお、製造方法Ｉ〜ＩＶの各工程における混合の際の、混合の順番や混合条件などは特に制限されない。用いる材料、得られる分散液や着色粒子の用途等に応じて、加温や窒素などの雰囲気等の下で行ってもよいが、通常、室温、空気中で行えばよい。

【0021】

なお、製造方法Ｉ〜ＩＶは、前記工程以外の他の工程を含んでもよく、特に制限されないが、このような工程として、例えば、染色中又は染色後に有機溶媒や溶解溶剤（以下これらをまとめて「溶媒」ともいう。）を除去する工程や、染色後や該溶媒を除去する工程で得られた液中の、着色粒子に含まれていない染料などの成分を除去する工程等を行うことが好ましい。
また、製造方法Ｉ〜ＩＶでは、より染料含有量の多い着色粒子を得ることを目的として、前記工程を２回以上、好ましくは２〜４回程度繰り返してもよい。

【0022】

製造方法Ｉ〜ＩＶでは、染色の際に、ポリマー粒子の粒子径は基本的にほとんど変化しない。

【0023】

・製造方法Ｉ
製造方法Ｉは、特に制限されないが、具体的には、有機溶媒、染料及びポリマー粒子が分散した状態でポリマー粒子を染色する工程を含むことが好ましく、十分な色調を有する着色粒子をより短い染色時間で得ることができる等の点から、溶解溶剤が溶解した水系媒体中に、有機溶媒、染料及びポリマー粒子が分散した状態でポリマー粒子を染色する工程を含むことがより好ましい。

【0024】

製造方法Ｉ〜ＩＶでは、染色する際の分散液（例：製造方法ＩＩＩでは混合液）を撹拌することでポリマー粒子を染色することができ、この染色時間を調整することで、得られる着色粒子中の染料含有量を調整することができる。
該撹拌は、従来公知の方法で行えばよい。

【0025】

・製造方法ＩＩ
製造方法ＩＩは、特に制限されないが、十分な色調を有する着色粒子をより短い染色時間で得ることができる等の点から、水系媒体、溶解溶剤及びポリマー粒子を含む混合液中、染料と有機溶媒とを含む微分散された油滴により、ポリマー粒子を染色する工程を含むことが好ましい。
製造方法ＩＩでは、前記水系媒体中において、染料と有機溶媒とを含む染料液を微分散させながら、ポリマー粒子を染色してもよいし、染料液を水系媒体に分散させてエマルションを調製した後に、ポリマー粒子を添加することで染色してもよい。

【0026】

本発明において、染料液（染料＋有機溶媒）を微分散させる方法やエマルションを調製する方法としては、スターラー等の従来公知の撹拌手段で撹拌する方法であってもよいが、下記平均粒子径を有する、微分散状態の染料液（染料＋有機溶媒）やエマルション中の油滴（染料＋有機溶媒）が得られる等の点から、超音波を照射する方法や、高圧ホモジナイザー等の乳化機を用いた機械的せん断力をかける方法などが好ましく、超音波を照射する方法がより好ましい。

【0027】

本発明において、微分散状態の染料液（染料＋有機溶媒）やエマルション中の油滴（染料＋有機溶媒）の平均粒子径は、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは０．００１μｍ〜２μｍであり、さらに好ましくは０．０１μｍ〜１μｍであり、特に好ましくは０．０１μｍ〜０．５μｍである。
なお、本発明における微分散とは、例えば、分散質の平均粒子径が前記範囲にあることを言う。

【0028】

前記微分散状態の染料液（染料＋有機溶媒）やエマルション中の油滴（染料＋有機溶媒）の平均粒子径は、電気的検知帯法による粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４e、ベックマン・コールター社製）を用いて、アパチャー径：１０μｍの条件下で測定を行い、微分散された油滴を含む水系媒体やエマルションの体積から求める。具体的な測定手順としては、前記微分散された油滴を含む水系媒体やエマルションをビーカーに入れ、Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ４eの適正濃度に到達するまで蒸留水で希釈した後、２５℃の温度条件で測定し、測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ８８３２「粒子径分布測定方法−電気的検知帯法」に基づいて決定する。

【0029】

また、製造方法ＩＩ〜ＩＶでは、微分散状態の染料液（染料＋有機溶媒）やエマルション中に微分散する油滴（染料＋有機溶媒）の粒子径を例えば０．０１μｍ以下に小さくすることも可能であるため、粒子径の小さいポリマー粒子を用いた場合であっても十分に該粒子を染色することができる。従って、製造方法ＩＩ〜ＩＶによれば、従来の方法では染色することが困難であった粒子径が非常に小さいポリマー粒子をも、十分に染色することができる。さらに、有機溶媒として、ポリマー粒子を膨潤させ得る溶媒を選択することにより、ポリマー粒子が高度に架橋された分子量の大きいポリマーの粒子である場合にも、これを確実に染色することができる。

【0030】

・製造方法ＩＩＩ
製造方法ＩＩＩでは、染料を有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液を、通常は界面活性剤及び／又は分散安定剤の存在下において、水系媒体中に分散、好ましくは前記油滴の平均粒子径まで微分散させることにより染料エマルションを調製し、この染料エマルションと、染色すべきポリマー粒子と、溶解溶剤とを混合して混合液を調製し、必要に応じてこの混合系から溶媒を除去することでポリマー粒子を染色する。
十分な色調を有する着色粒子をより短い染色時間で得ることができる等の点から、製造方法ＩＩＩは、前記染料エマルションと、染色すべきポリマー粒子を水系媒体に分散させたポリマー粒子分散液と、溶解溶剤とを混合して混合液を調製することが好ましく、前記染料エマルションと、染色すべきポリマー粒子を水系媒体に分散させ、溶解溶剤を溶解させたポリマー粒子分散液とを混合して混合液を調製することがより好ましい。

【0031】

製造方法ＩＩＩでは、ポリマー粒子と染料エマルションとが混合されるが、このように、染料をポリマー粒子に接触させる際に、染料エマルションを使用することで、染料エマルションの油滴（染料液）は表面積が非常に大きくなるため、該染料液とポリマー粒子との接触機会が増えると推測される。このため、製造方法ＩＩＩによれば、染料含有量の多い着色粒子を容易に得ることができる。

【0032】

製造方法ＩＩＩでは、染料エマルションがポリマー粒子と混合されることにより、更に粒子径の小さな染料エマルションとなって、その染料液がポリマー粒子に衝突し、特に、ポリマー粒子を膨潤させあるいは一部溶解する有機溶媒を用いる場合には、この有機溶媒によってポリマー粒子が膨潤し又は一部溶解し、その結果、染料液中の染料が分子単位に近い形でポリマー粒子中に均一に拡散し、これにより、当該ポリマー粒子が染料によって染色されるものと推定される。

【0033】

製造方法ＩＩＩでは、染料を染料エマルションとしてポリマー粒子と混合するため、使用する染料がそれ自体は親油性のものであっても、混合によってポリマー粒子が不安定化して凝集することが起こりにくく、従って、染色の際に、ポリマー粒子の粒子径及びその分布状態が基本的に変化し難い。

【0034】

また、前記染料は水に不溶性であるので、染料エマルションや混合液中において、染料が水系媒体中へ溶出することが少ない。従って染料による染色効率が高い上、多くの染料がポリマー粒子に付着しても、該粒子の分散状態はあまり変化しないため、凝集し難く、染料含有量の多い、通常、十分な濃度に着色された着色粒子を得ることができる。

【0035】

製造方法ＩＩＩにおいて、染料エマルションと、ポリマー粒子との混合割合は、ポリマー粒子１００質量部に対し染料仕込み量が５質量部以上となる範囲が好ましく、前記ポリマー粒子分散液の使用量は、通常、染料エマルション１リットルあたり０．１〜５リットルである。

【0036】

・製造方法ＩＶ
製造方法ＩＶでは、十分な色調を有する着色粒子をより短い染色時間で得ることができる等の点から、染料を有機溶媒に溶解又は分散させて得られる染料液と、溶解溶剤と、ポリマー粒子を水系媒体に分散させたポリマー粒子分散液とを混合して混合液を調製することが好ましく、該染料液と、ポリマー粒子を水系媒体に分散させ、溶解溶剤を溶解させたポリマー粒子分散液とを混合して混合液を調製することがより好ましく、該染料液と水系媒体との分散液と、ポリマー粒子を水系媒体に分散させ、溶解溶剤を溶解させたポリマー粒子分散液とを混合して混合液を調製することがさらに好ましい。

【0037】

（染料）
本発明では、水に不溶性でかつ有機溶媒に可溶性である染料が用いられ、該染料には、この特性以外の他の特性は特に要求されない。この染料に求められる特性は、通常、多くの染料が有する特性であるため、本発明では、様々な種類の染料を用いることができ、所望の用途に応じて所望の染料を用いることができる。このような染料を使用することで、着色粒子からの染料の脱落を抑制できる。

【0038】

前記染料としては、水に不溶性でかつ有機溶媒に可溶であり、ポリマー粒子を着色し得るものであればよく、色調、該染料を溶解する有機溶媒の種類、ポリマー粒子の種類などに応じて適宜選択される。このような染料としては、直接染料、酸性染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、バット染料、アゾイック染料、分散染料、水性染料、反応染料などが挙げられる。
本発明で用いられる染料は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0039】

前記染料において、２５℃における染料の水に対する溶解度ａと、２５℃における前記染料の有機溶媒に対する溶解度ｂとの比ａ／ｂは、好ましくは１／１０以下、より好ましくは１／２０以下である。この染料は有機溶媒への溶解度が高いものほど好ましく、具体的にはトルエン１００ｇに対し０．７ｇ以上溶解する染料が好ましい。このように有機溶媒に対する溶解度の高い染料を使用することにより、有機溶媒の使用量を少量としつつポリマー粒子を濃色に染色することができる。しかし、水に対する溶解度より有機溶媒に対する溶解度が十分に大きい染料であれば、実用上特に問題はない。

【0040】

前記染料としては、化学構造的には、親水性基を実質的に含まない、具体的には、１分子中に−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ₂、−ＳＨ、−ＣＯＮＨ₂などの親水性基を含まない又は１分子中のこれらの親水性基数が２個以下であるアゾ系染料及びアントラキノン系染料からなる群より選ばれる少なくとも１種を好ましく使用することができる。
具体的にはソルベントレッド、ソルベントブルー、ソルベントイエロー、ソルベントグリーンなどの公知の染料を使用することができる。また、油溶性螢光色素、レーザー色素も前記染料として用いることができる。

【0041】

前記染料は耐熱性の高いものが好ましく、耐熱性が高い場合には染色工程後に溶媒を除去するために、スチームストリップ法、減圧蒸留法などの温度上昇を伴う手段を有利に利用することができる。一方、耐熱性に優れていない染料を用いる場合は、染色工程後に多量の水を投入して有機溶媒を徐々に水相へ抽出することにより、ポリマー粒子に含まれる溶媒の大部分を除去することができる。その後、同様の操作を複数回にわたって繰り返し、あるいは減圧蒸留などを低温で行うことにより、溶媒を除去することができる。

【0042】

前記染料の使用量は、従来と同程度の十分な色調を有する着色粒子を容易に作製することができる等の点から、ポリマー粒子１００質量部に対し、好ましくは５質量部以上、より好ましくは５〜６０質量部である。

【0043】

（ポリマー粒子）
前記ポリマー粒子としては、特に制限されず、従来から好ましいものとされているポリマー粒子をそのまま用いることができるが、具体的には、例えば、スチレン、スチレンスルホン酸、ジビニルベンゼン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、エチレングリコール−ジ−（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸トリブロモフェニル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクロレイン、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール−（メタ）アクリルアミド、メチレンビス（メタ）アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタジエン、イソプレン、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、フマル酸などの（共）重合体よりなるポリマー粒子を用いることができる。
本発明で用いられるポリマー粒子は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0044】

ポリマー粒子としては、カルボキシ基又はスルホン酸（又はその塩の）基を有するポリマー粒子が好ましく、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−イタコン酸共重合体、スチレンスルホン酸（又はその塩の）（共）重合体等からなる粒子が好ましい。これらの粒子は、その表面にカルボキシ基やスルホン酸（又はその塩の）基が存在する傾向にある。ポリマー粒子の表面にスルホン酸（又はその塩の）基が存在すると、該基同士の静電的な反発力により、ポリマー粒子の分散安定性が向上すると考えられる。また、ポリマー粒子表面にカルボキシ基が存在する場合には、分散安定性に寄与する一方で、本発明の着色粒子を標識抗体として用いる場合には、カルボキシ基部分は、該着色粒子と抗体との化学結合部位となり得るため好ましい。

【0045】

また、ポリマー粒子は、染色工程及び必要に応じてなされる溶媒を除去する際に安定であることが好ましい。このため、例えばポリマー粒子自体がその表面に、カルボキシ基、スルホン酸基などの酸性基による負の電荷を多く有することが好ましい。

【0046】

ポリマー粒子としては、（ａ）不飽和カルボン酸単量体などの酸性基を有する単量体０〜１０質量％と、（ｂ）単量体（ａ）と共重合可能なその他の単量体９０〜１００質量％（ただし（ａ）＋（ｂ）＝１００質量％）とを乳化重合して得られる共重合体ラテックス粒子であることがより好ましく、さらに、前記単量体（ｂ）として芳香族ビニル単量体を、単量体（ｂ）の全量に対し、１０〜１００質量％の量で用いて得られる共重合体ラテックスであることが望ましい。

【0047】

ポリマー粒子を製造する方法としては、乳化重合法、シード重合法、ソープフリー重合法、懸濁重合法、膨潤重合法などが挙げられる。この際に得られるポリマー粒子の分子量は、特に制限されず、従来より用いられてきたポリマー粒子と同程度の粒子であってもよい。
なお、粒径分布が狭くて粒子形状がより真球に近いポリマー粒子を得るためには、これらの方法で重合した後に、適宜分級などの操作を行うことが好ましい。

【0048】

ポリマー粒子のＳＥＭ画像を用いた画像解析で測定した個数平均粒子径(Mean Number Diameter)は、所望の用途に応じ、適宜選択すればよいが、好ましくは０．０１μｍ以上であり、好ましくは０．１〜１００μｍであり、より好ましくは１００〜１０００ｎｍである。
前記個数平均粒子径は、次の式により算出される。
個数平均粒子径(ＭＮ)＝Σ(粒子体積(Ｎｉ)×粒子径(ｄｉ))／Σ(Ｎｉ)

【0049】

なお、個数平均粒子径はＳＥＭで撮像した任意の粒子３０００個についてその最大径を測定し、前記式により算出したものとする。測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ８８２７−１の５（画像検出）及び６（画像解析）に従い、サンプル粒子数はＪＩＳ Ｚ ８８２７−１附属書Ａ（参考）「平均粒子径の推定に必要なサンプル粒子数に関する研究」に基づいて決定した。

【0050】

本発明の製造方法で得られる着色粒子を被検出物質の存在を該粒子の色により判別するための粒子（診断薬用着色粒子）として使用する場合、特にクロマトグラフィー用途の場合には、小径な粒子を使用すると、充分な検出感度が得られないことがあるため、個数平均粒子径が１００ｎｍ〜１０００ｎｍのポリマー粒子が好ましい。

【0051】

ポリマー粒子の使用量は、通常、水系媒体１リットルあたり１０〜５００ｇ、好ましくは１０〜４００ｇである。前記ポリマー粒子分散液１リットルあたりのポリマー粒子の濃度も前記範囲にあることが好ましい。

【0052】

なお、水系媒体中におけるポリマー粒子自体の安定性が著しく低い場合には、界面活性剤及び／又は分散安定剤を用いることにより、ポリマー粒子を安定して分散させることができる。

【0053】

（有機溶媒）
前記有機溶媒は、非水溶性の溶媒であり、染色すべきポリマー粒子を膨潤させ、あるいは一部溶解する溶媒であることが好ましい。この有機溶媒は、水（２５℃）に対する溶解度が５重量％以下であることが好ましく、このような溶媒を用いることにより、該溶媒を含む染料液を微分散化又はエマルション化することが容易となり、安定した微分散体又はエマルションを得ることができる。

【0054】

このような有機溶媒としては、トルエン、クロロホルム、ベンゼン、エチルベンゼン、塩化メチレン、キシレン、メチルシクロヘキサン、メチルイソブチルケトン、トリクロロエチレン、クロルベンゼンなどを例示することができ、ビニルトルエン、メチルメタクリレート、ジビニルベンゼン、スチレン、ブチルアクリレートを使用することもできる。
本発明で用いられる有機溶媒は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0055】

好ましい有機溶媒としては、例えばメチルシクロヘキサン（ＳＰ値１６．０［ＭＰａ^1/2］）、メチルイソブチルケトン（ＳＰ値１７．０［ＭＰａ^1/2］）、キシレン（ＳＰ値１８．０［ＭＰａ^1/2］）、トルエン（ＳＰ値１８．２［ＭＰａ^1/2］）、クロロホルム（ＳＰ値１９．０［ＭＰａ^1/2］）などが挙げられる。

【0056】

前記有機溶媒の使用量は、通常、ポリマー粒子１００ｇあたり２５〜１０００ｇ、好ましくは５０〜５００ｇである。

【0057】

（溶解溶剤）
製造方法Ｉ〜ＩＶでは、溶解溶剤を用いることを特徴とする。溶解溶剤は水溶性の溶剤であり、具体的には、水（２５℃）に対する溶解度が５重量％を超える溶剤が好ましい。溶解溶剤を用いることで、該溶解溶剤が橋渡しとなって、染料がポリマー粒子（分散液）、好ましくは有機溶媒により膨潤したポリマー粒子（分散液）に移動することで、ポリマー粒子の染色が促進される。このことにより染色効率が高まり、従来の方法で得られた着色粒子と同程度の色調を有する着色粒子を作製するための染色時間が短縮される。従って、製造方法Ｉ〜ＩＶは、このような着色粒子の生産性が高いという点で特に優れている。

【0058】

特に溶解溶剤として、ポリマー粒子を膨潤させあるいは一部溶解する溶剤を用いる場合には、ポリマー粒子が染料及び有機溶媒に接触する前に、溶解溶剤と接触させることが好ましい。このことにより、溶解溶剤によってポリマー粒子が膨潤し又は一部溶解し、その結果、該ポリマー粒子が染料によってより容易に染色されやすくなるものと推定される。

【0059】

前記溶解溶剤としては、該溶解溶剤のＳＰ値と前記有機溶媒のＳＰ値との差が０を超える溶剤であることが好ましく、例えば、テトラヒドロフラン（ＳＰ値１９．４［ＭＰａ^1/2］）、シクロヘキサノン（ＳＰ値１９．６［ＭＰａ^1/2］）、アセトン（ＳＰ値２０．３［ＭＰａ^1/2］）、２−ブタノール（ＳＰ値２２．１［ＭＰａ^1/2］）、イソプロピルアルコール（ＳＰ値２３．５［ＭＰａ^1/2］）が挙げられる。
本発明で用いられる溶解溶剤は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0060】

溶解溶剤と有機溶媒と水との関係をＳＰ値で表すと、以下の関係を満たすことが好ましい。このような関係を有する溶解溶剤、有機溶媒及び水を用いることで、より短い染色時間で生産性よく従来と同程度の色調を有する着色粒子を作製することができる。
（ｉ）：ＳＰ_O＜ＳＰ₁＜ＳＰ_W
（ｉｉ）：ＳＰ_W−ＳＰ_O＞２５［ＭＰａ^1/2］
（式中、「ＳＰ₁」は、前記溶解溶剤のＳＰ値であり、「ＳＰ_O」は、前記有機溶媒のＳＰ値であり、「ＳＰ_W」は、前記水のＳＰ値である。なお、水のＳＰ値は、ＳＰ_W＝４７．９［ＭＰａ^1/2］である。）

【0061】

さらに、前記（ｉ）は、下記関係を満たすことが好ましい。
・ＳＰ₁−ＳＰ_O＞１［ＭＰａ^1/2］
・ＳＰ_W−ＳＰ₁＞２０［ＭＰａ^1/2］

【0062】

なお、本発明におけるＳＰ値は、Eric A.Grulke, Solubility Parameter Values, Wiley Database of Polymer Properties,(2003).の記載に基づいている。

【0063】

前記溶解溶剤の使用量は、前記水系媒体、有機溶媒、溶解溶剤、染料及びポリマー粒子の総量に対して、好ましくは３０ｗｔ％以下であり、さらに好ましくは１〜１５ｗｔ％である。前記溶解溶剤の量が多いと、ポリマー粒子または得られる着色粒子が凝集しやすくなる傾向にある。

【0064】

（水系媒体）
前記水系媒体としては、例えば水、各種の緩衝溶液などを挙げることができ、少なくとも５０重量％以上を水が占める媒体を指す。
染料と有機溶媒の合計（染料液）に対する水系媒体の使用量は、染料と有機溶媒の合計（染料液）１リットルあたり０．５〜１０リットルが好ましい。

【0065】

前記染料及び有機溶媒（染料液）は、通常は界面活性剤及び／又は分散安定剤の存在下において、水系媒体中に分散される。
界面活性剤及び／又は分散安定剤を用いる場合、界面活性剤及び／又は分散安定剤と水系媒体との混合物に染料及び有機溶媒（染料液）を加えて分散させることが好ましいが、界面活性剤及び／又は分散安定剤を予め染料及び有機溶媒（染料液）に混合したものを水系媒体に微分散させてもよい。

【0066】

ここで使用される界面活性剤及び／又は分散安定剤は、染色されるポリマー粒子に悪影響を与えなければ特に限定されない。界面活性剤及び／又は分散安定剤は、乳化力あるいは分散安定化能が大きいものが好ましく、また、例えば遠心分離などによる洗浄操作によってポリマー粒子の表面から容易に除去されるものが好ましい。

【0067】

界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、硫酸エステル塩などのアニオン系界面活性剤及びノニオン系界面活性剤を挙げることができ、ソディウムドデシルサルフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノステアレート、ソルビタンモノステアレートなどを好ましいものとして挙げることができる。また、分散安定剤の具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールメチルセルロースなどの水溶性高分子物質を挙げることができる。
界面活性剤及び分散安定剤は、それぞれ１種でもよく、２種以上でもよい。

【0068】

界面活性剤及び／又は分散安定剤の使用量は、通常、水系媒体１リットルあたり０．５〜２０ｇである。

【0069】

＜着色粒子＞
前記製造方法で得られる着色粒子は、染料を含むポリマー粒子よりなる着色粒子である。染料の含有量は限定されないが、好ましくは染料の含有量が着色粒子１ｇ当たり０．０５ｇ以上である着色粒子である。

【0070】

前記着色粒子のＳＥＭ画像を用いた画像解析で測定した個数平均粒子径は、所望の用途に応じ、適宜選択すればよいが、好ましくは０．０１μｍ以上であり、より好ましくは０．１〜１００μｍであり、特に好ましくは１００〜１０００ｎｍである。
着色粒子の粒子径が前記範囲にあると、例えば、該着色粒子をイムノクロマトグラフ用途として使用した際に、該粒子が試験紙上を確実に流れ、かつ十分な検出感度を保持できるため好ましい。

【0071】

着色粒子の粒子径の変動係数（ＣＶ値）は２０％以下であることが好ましい。２０％を超えると、該着色粒子を用いて被検出物質の存在を該粒子の色により判別するための粒子（免疫測定用試薬）を調製する際のロット再現性が悪く、測定の再現性が低下することがある。ＣＶ値はより好ましくは１５％以下である。前記粒子径の変動係数は、次式により算出される。
粒子径の変動係数（ＣＶ値）＝粒子径の標準偏差／個数平均粒子径
なお、粒子径の標準偏差は、ＳＥＭ画像を用いた画像解析で測定した値である。

【0072】

前記着色粒子は、表面に抗原（又は抗体）を結合することにより、抗原−抗体反応を利用した酵素免疫測定法、蛍光免疫測定法、ラテックス凝集法、イムノクロマトグラフ法等の生物学的反応を利用した種々の方法に好適に用いることができる。

【0073】

前記着色粒子の表面に抗原（又は抗体）を結合させる方法としては特に限定はされず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、抗原（又は抗体）を含む緩衝液中に着色粒子を浸漬させ、一定温度で一定時間インキュベートするなどの物理吸着による結合方法や、化学吸着による結合方法が挙げられる。中でも、カルボキシ基を有する着色粒子とアミノ基を有する抗原（又は抗体）とを用い、着色粒子のカルボキシ基と抗原（又は抗体）の含有するアミノ基を架橋させ、結合させる化学吸着がより好ましい。

【0074】

本発明によれば、充分に濃色な着色粒子を作製できることにより、着色粒子を被検出物質の存在を該粒子の色により判別するための粒子（免疫測定用試薬）として使用した際に、目視判定性が格段に向上し、検出感度を向上させることができる。

【実施例】

【0075】

以下、実施例、比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下の実施例における「部」は、特に制限のない限り「質量部」を意味する。

【0076】

［実施例１］
油溶性染料「Ｏｉｌ Ｒｅｄ ５Ｂ ｓｐｅｃｉａｌ」（（株）シラド化学製、ＣＩ Ｓｏｌｕｖｅｎｔ ＲＥＤ ２７）６部を第１の溶媒としてトルエン(ＳＰ値：１８．２［ＭＰａ^1/2］)２００部に溶解させて染料液を調製した。次いで、Ｓｏｄｉｕｍ Ｄｏｄｅｃｙｌ Ｓｕｌｆａｔｅ（以下「ＳＤＳ」ともいう。）２部を水２００部に溶解することで得られた水系媒体（１％ＳＤＳ水溶液）に前記染料液を加え、撹拌しながら超音波を照射することにより、染料エマルションを調製した。

【0077】

得られた染料エマルション４０８部及び第２の溶剤としてアセトン（ＳＰ値：２０．３［ＭＰａ^1/2］）２５部それぞれをポリスチレン粒子分散液［固形分：３０．８重量％、ポリスチレン粒子の個数平均粒子径：０．４３μｍ、分散媒：水］３２４．６８部と混合することで、混合液を調製した。得られた混合液を所定の時間撹拌して染色処理を行い、その一部の液を取り出して下記に示す方法で洗浄工程を行い、得られた着色粒子を含む分散液中の着色粒子の色調を測定した。着色粒子の色調（Ｌ）が約３６になるまで混合液を撹拌する染色処理を繰り返した。なお、この混合液を調製後、得られる粒子の色調（Ｌ）が約３６になるまでの混合液の総撹拌時間を染色時間という。
粒子の色調（Ｌ）が約３６になった時の色調と、染色時間を表１に示す。

【0078】

洗浄工程：取り出した混合液から、スチームストリッピング法によりトルエンなどの溶媒を除去し、その後、遠心精製法により粒子を沈降させ、上澄み液を除去し、純水を加え再分散させた。この操作（遠心精製と再分散）を上澄みの着色がなくなるまで繰り返した。上澄みの着色がなくなった後、純水を加え、全固形分が１０体積％となるように調整し、赤色に染色された着色粒子１を含む分散液を得た。

【0079】

［実施例２］
アセトンの代わりにテトラヒドロフラン（ＳＰ値：１９．４［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子２を含む分散液を得た。この着色粒子２についてその色調と、染色時間を表１に示す。

【0080】

［実施例３］
アセトンの代わりにイソプロピルアルコール（ＳＰ値：２３．５［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子３を含む分散液を得た。この着色粒子３についてその色調と、染色時間を表１に示す。

【0081】

［実施例４］
トルエンの代わりにキシレン（ＳＰ値１８．０［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子４を含む分散液を得た。この着色粒子４についてその色調と、染色時間を表１に示す。

【0082】

［実施例５］
トルエンの代わりにキシレン（ＳＰ値１８．０［ＭＰａ^1/2］）、アセトンの代わりにテトラヒドロフラン（ＳＰ値：１９．４［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子５を含む分散液を得た。この着色粒子５についてその色調と、染色時間を表１に示す。

【0083】

[実施例６]
実施例１と同様の方法で染料液及び水系媒体を調製し、混合した後、得られた混合液と、アセトン（ＳＰ値：２０．３［ＭＰａ^1/2］）２５部と実施例１と同様のポリスチレン粒子分散液３２４．６８部とを混合し、撹拌しながら１０分間超音波を照射することで染料液を微分散させ、混合液を調製した。得られた混合液を用いた以外は実施例１と同様の染色処理を行って、着色粒子６を含む分散液を得た。この着色粒子６についてその色調と、染色時間を表１に示す。

【0084】

［比較例１］
アセトンを用いない以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子６を含む分散液を得た。この着色粒子６についてその色調と、染色時間を表２に示す。比較例１では、溶解溶剤を用いていないため、染色時間が長くなった。

【0085】

［比較例２］
アセトンの代わりにトルエン（ＳＰ値：１８．２［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子７を含む分散液を得た。この着色粒子７についてその色調と、染色時間を表２に示す。比較例２では、溶解溶剤を用いていないため、染色時間が長くなった。

【0086】

［比較例３］
アセトンの代わりにヘキサン（ＳＰ値：１４．９［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子８を含む分散液を得た。この着色粒子８についてその色調と、染色時間を表２に示す。比較例３では、溶解溶剤を用いていないため、染色時間が長くなった。

【0087】

［比較例４］
トルエンの代わりにイソプロピルアルコール（ＳＰ値：２３．５［ＭＰａ^1/2］）、アセトンの代わりに１−プロピルアルコール（ＳＰ値：２４．３［ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子９を含む分散液を得た。この着色粒子９についてその色調と、染色時間を表２に示す。比較例４では、有機溶媒を用いていないため、染色時間が長くなった。

【0088】

［比較例５］
トルエンの代わりにメタノール（ＳＰ値：２９．７[ＭＰａ^1/2］）を用いた以外は実施例１と同様の処理を行って、着色粒子１０を含む分散液を得た。この着色粒子１０についてその色調と、染色時間を表２に示す。比較例５では、有機溶媒を用いていないため、染色時間が長くなった。

【0089】

［試験例１：色調の測定方法］
着色粒子の色調Ｌａｂ値の測定には、非接触色彩色差計ＣＲ２４１（コニカミノルタ（株）製）を用いた。Ｌａｂ値は国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化されており、人間の目の非線形な反応を擬似して、知覚される色を明度・色相・彩度の３要素で示す表色系である。測定方法は、色彩色差計の白色校正を行い、焦点を合わせたのち、スライドガラスに前記洗浄工程で得られた着色粒子を含む分散液（全固形分：１０体積％）を１０μｌ載せて迅速にＬａｂ測定を行った。測定データのＬ値は色の明度の指標であり、Ｌ＝０は黒、Ｌ＝１００は白の拡散色を表す。そのため、Ｌ＝０に近づくほど着色粒子が濃色であることを示す。

【0090】

【表1】

【0091】

【表2】

【0092】

なお、表２中の「ＳＰ₁」は、前記第２の溶剤のＳＰ値であり、「ＳＰ_O」は、前記第１の溶媒のＳＰ値である。