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JP7765421B2 - ポリマー粒子 - Google Patents

ポリマー粒子

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Description

本発明は、生物学的アッセイ法および他の用途に有用な単分散ポリマー粒子に関する。単分散ポリマー粒子は、磁性でありかつ／またはコーティングされている。本発明はまた、そのような粒子を調製するための方法およびその粒子を使用する方法、ならびに他の主題に関する。
背景
ポリマー粒子は、多種多様な用途、例えば、生物学的アッセイ法または配列決定用途に使用される。これらの用途のいくつかにおいて、例えばポリマー粒子の磁気的分離を可能にするために、ポリマー粒子中に磁性材料を含めることが望ましい。これらの用途のいくつかにおいて、例えば粒子の表面特性を改質するために、ポリマー粒子上にコーティングを提供することが望ましい。ベースポリマー粒子は、典型的には、乳化重合または分散／沈殿重合によって作製される。
乳化重合は、５０～１，０００ｎｍの比較的単分散のポリマー粒子を形成するために使用することができる。しかしながら、単分散ポリマー粒子の形成は、いくつかの重要な制限を有する。第一に、すべての粒子は、同じバッチの一部として、重合時間と比較して短期間内に形成されなければならない。第二に、成長条件は、ポリマー粒子の成長がすべての粒子において同一であることを確実にするために制御される必要がある。第三に、このプロセスではモノマーを大きなリザーバ液滴から移動させて成長中の粒子に膨潤させる必要があるので、より高いレベルの架橋が粒子の膨潤を妨げるので、粒子は架橋されないか、または非常に低いレベルの架橋を有するかのいずれかである。
沈殿または分散重合は、０．５～１０マイクロメートルのより大きな粒子を作り出すために使用され得る。沈殿重合は、モノマーを溶解するがポリマーは溶解しない溶媒（例えばアルコール）中で行われる。単分散性は、ポリマーが溶液から沈殿し、粒子形成が短時間で起こるときに達成することができる。沈殿後の粒子を安定化させるためには比較的大量の立体安定剤が必要である。安定剤の量および種類は、粒子のサイズを変化させることができ、多孔性粒子は、高レベルの架橋剤の使用によって得ることができる。しかしながら、沈殿重合における条件は、制御するのが困難であり、例えば、多孔率を制御することは非常に困難であり、これはポリマーが溶液から沈殿するときに細孔構造がどのように増大されるかの結果である。沈殿重合の困難さは、実際には、非常に限られたサイズ変動以上に同じモノマー組成および多孔率を有する多孔性粒子を生成することがほとんど不可能であることを意味する。
いくつかの問題に取り組む１つの方法は、例えば、ＥＰ－Ｂ－３９０５（特許文献１）およびＵＳ－Ａ－４５３０９５６（特許文献２）に記載される、故Ｊｏｈｎ Ｕｇｅｌｓｔａｄ教授にちなんでＵｇｅｌｓｔａｄプロセスと名付けられた二段階プロセスによって架橋多孔性または固体単分散ポリマー粒子を生成することである。改良されたＵｇｅｌｓｔａｄプロセスは、ＷＯ００／６１６４７（特許文献３）に記載されている。Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスでは、乳化重合によって適切に作製されたシード粒子は、シード懸濁重合によって二段階で単分散粒子に変換される。第１のステップでは、シード粒子は、水不溶性物質がシード粒子に拡散するように、比較的低分子量の水不溶性物質の微細な（例えばマイクロメートル未満）水性乳剤を作製し次いで水不混和性有機溶媒（例えばアセトン）を添加することによって膨潤する。水不溶性物質にとっては、熱活性化重合開始剤であることが都合がよい。第２のステップでは、次いで溶媒を除去し、水不溶性物質をシード粒子中に固定し、シード粒子は大量のモノマーおよび架橋剤も取り込む。例えば、開始剤を活性化するために加熱することによって重合の開始後、より大きなポリマー粒子が生成される。したがって、Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスは、乳化重合によってシード粒子を作製すること、および懸濁重合によってシード粒子を膨張させることを含む。前述の先行技術に記載されている最小の単分散粒子は、１μｍの平均直径を有する。
Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスの簡易版では、例えばオリゴマー重量平均分子量が最大５０モノマー単位（ポリスチレンの場合では約５０００の分子量）に相当する場合、膨潤のための高められた能力は、単にオリゴマーシード粒子の使用によって達成され得る。これは、ＵＳ４５３０９５６（特許文献４）に記載されている。ＷＯ２０１０／１２５１７０（特許文献５）に記載される、Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスの別のバージョンでは、オリゴマーシード粒子を使用して、マイクロメートル未満の範囲の平均直径を有する単分散粒子を作製することができる。
上記のＵｇｅｌｓｔａｄプロセスまたはその変法に従って作製された粒子は、例えば、ＷＯ００／６１６４７（特許文献３）またはＷＯ２０１０／１２５１７０（特許文献５）に記載されているように磁性にすることができる。しかしながら、上記のＵｇｅｌｓｔａｄプロセスおよびその変法により作製された粒子は、典型的には、水性（連続相）系において油（不連続相）を使用して、スチレンのような疎水性モノマーから作製される。したがって、得られるポリマー粒子は、疎水性である。疎水性粒子は、生物学的用途に使用されるとき、非特異的吸収の問題を抱えている。これは、生物学的用途に使用する前に、疎水性ポリマー粒子を典型的には例えばコーティングで表面修飾して、表面の親水性を高めることを意味する。
ＵＳ２０１４／００７３７１５（特許文献６）は、単分散親水性粒子を生成する方法を説明している。方法は、重合して粒子を形成し、その後保護基を除去するモノマーに付加された疎水性保護基を有するモノマーを使用する。しかしながら、保護基の付加および除去は、プロセスの複雑さを増し、プロセスにおいて使用することができる異なる種類のモノマーの数を制限し得る。
既知の磁性単分散ポリマー粒子およびそのような粒子を作製する方法は多くの制限を受けることは明らかである。これはまた、コーティングされた単分散ポリマー粒子にも適用する。したがって、新しい単分散ポリマー粒子および新しい生成方法が必要とされている。
本発明の目的は、単分散磁性ポリマー粒子、ならびに低い変動係数（ＣＶ）および／または低い割合％の多分散性を有する単分散磁性ポリマー粒子を作製する方法を提供することである。本発明の目的はまた、コーティングされた単分散ポリマー粒子、ならびに低い変動係数（ＣＶ）および／または低い割合％の多分散性を有するコーティングされた単分散ポリマー粒子を作製する方法を提供することである。
ＥＰ－Ｂ－３９０５ ＵＳ－Ａ－４５３０９５６ ＷＯ００／６１６４７ ＵＳ４５３０９５６ ＷＯ２０１０／１２５１７０ ＵＳ２０１４／００７３７１５
本開示の概要
本発明は、親水性オリゴマーを含むシード粒子が架橋単分散ポリマー粒子を形成するために新規な方法において使用され得るという認識に一部基づく。本発明はまた、形成された架橋単分散ポリマー粒子が、架橋単分散ポリマー粒子の細孔内に磁性材料を堆積させることによって磁性にし得るという認識に基づいている。本発明はまた、形成された架橋単分散ポリマー粒子を他の物質でコーティングされ得るという認識に基づいている。
本発明の第１の態様によれば、磁性材料とポリマーとを含み（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマーおよび（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤から形成される、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子が提供される。
一実施形態では、親水性ビニルモノマーは、
（ｉ）－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ3、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ3）2を含む、モノマー、
（ｉｉ）式（Ｉｂ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｉｉ）式（Ｉｃ）：
の化合物の化合物のモノマー、
（ｉｖ）４－アクリルオリモルホリンまたは１－ビニルイミダゾールのモノマー、ならびに
（ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、式中、Ｒ1およびＲ1aがそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される。
本発明の第２の態様は、ポリマーを含み（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマーおよび（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤から形成される、単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子を提供し、これらの粒子はさらにコーティングを含む。
一実施形態では、親水性ビニルモノマーは、
（ｉ）－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ3、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ3）2を含む、モノマー、
（ｉｉ）式（Ｉｂ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｉｉ）式（Ｉｃ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｖ）４－アクリルオリモルホリンまたは１－ビニルイミダゾールのモノマー、ならびに
（ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、式中、Ｒ1およびＲ1aがそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される。
本発明の第３の態様は、（ａ）４－アクリロイルモルホリンおよび１－ビニルイミダゾールから選択されるモノマーを含む、親水性ビニルモノマー、ならびに（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤から形成される、単分散ヒドロゲルポリマー粒子を提供する。
本発明の第４の態様は、例えば、第３の態様の単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。一実施形態では、本方法は、
水溶液中に４－アクリロイルモルホリンおよび１－ビニルイミダゾールから選択されるモノマーを含む少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含む、ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成し、溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつこの乳剤に単分散シード粒子を添加するステップであって、この有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、
乳剤中で単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、ならびに
膨潤粒子を重合して単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む。
一実施形態では、本方法は、
水溶液中に４－アクリロイルモルホリンおよび１－ビニルイミダゾールから選択されるモノマーを含む少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この溶液がまた連鎖移動剤も含む、ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成するステップであって、有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、
溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつ乳剤に単分散シード粒子を添加するステップ、
乳剤中で単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、
膨潤粒子を重合して単分散ポリマー粒子を形成するステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｄ）を形成するステップであって、有機溶媒が水に混和しない、ステップ、
水溶液中に４－アクリロイルモルホリンおよび１－ビニルイミダゾールから選択されるモノマーを含む少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ｅ）を形成するステップであって、この水溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含み、かつ溶液（ｄ）および溶液（ｅ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、
溶液（ｄ）および（ｅ）を混合して油中水乳剤（ｆ）を形成し、かつこの乳剤に単分散ポリマー粒子を添加するステップ、
乳剤中で単分散ポリマー粒子に膨潤ポリマー粒子を形成させるステップ、ならびに
膨潤ポリマー粒子を重合して単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む。
第５の態様は、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。本方法は、単分散ヒドロゲルポリマー粒子および磁性材料または磁性材料前駆体を含む水性懸濁液を形成するステップを含む。水性懸濁液が磁性材料前駆体を含むとき、この磁性材料前駆体を磁性材料に変換する。磁性材料（水性懸濁液が最初に磁性材料前駆体を含んでいたかどうかにかかわらず）を、ポリマー粒子と会合させる。単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤から形成される。一実施形態では、水性懸濁液を形成することは、単分散ヒドロゲルポリマー粒子とＦｅ2+および／またはＦｅ3+イオンとを含むｐＨ６未満の水性懸濁液を形成することを含み、かつ磁性材料前駆体を磁性材料に変換することは、ｐＨを８超まで上昇させること、および磁性材料を沈殿させることを含む。
第６の態様は、コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。本方法は、単分散ヒドロゲルポリマー粒子および少なくとも１つのエポキシドまたは少なくとも１つのシリケートまたは少なくとも１つのシランを含む懸濁液を形成するステップ、ならびに少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を粒子の表面官能基と反応させるか、またはシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップを含む。単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、（ａ）より小さいｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤から形成される。
第７の態様は、第５または第６の態様の方法によって得られる単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子またはコーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子を含む。単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の単分散またはコーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、第５または第６の態様の方法によって得られ得る。
第８の態様は、アッセイ法における第１または第７の態様の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の使用を含む。
第９の態様は、アッセイ法における第２または第７の態様のコーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子の使用を含む。
第１０の態様は、アッセイ法における、第３の態様の単分散ヒドロゲルポリマー粒子、または第４の態様の方法に従って形成された単分散ヒドロゲルポリマー粒子の使用を含む。
本発明の一実施形態は、本明細書に記載のプロセスによって得られた粒子を提供する。
本発明の一実施形態は、本明細書に開示されている方法によって得られる粒子の特徴を有する粒子を提供し、そのような粒子は、本明細書に記載のプロセスによって得られるが、それらは、それらの特性のみを特徴とし、それらの製造方法を特徴とせず、したがって、それらの特徴によって特定される粒子に関する特許請求の範囲の保護範囲は、それらの実際の製造方法を除外して粒子の特徴によって単に決定される。
本発明の生成物、プロセス、および使用は、今述べた主題に限定されず、限定することなく、以下の説明および特許請求の範囲においてより十分に説明される。
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して以下にさらに説明される。
例示のモノマーの表示を含む、本開示の一段階膨潤性粒子形成プロセスの図式による表示である。 本開示の一段階粒子形成プロセスの概略図である。 例示のモノマーおよび連鎖移動剤の表示を含む、本開示の二段階膨潤性粒子形成プロセスの概略図である。 本開示の二段階膨潤性粒子形成プロセスの概略図である。 ヌクレオチドの増幅および／または検出における本発明の粒子の使用を示す。 実施例６７のアッセイ法で得られた抗原濃度の関数としてのシグナルを示す。菱形は実施例３４の粒子の結果を示し、四角形は実施例３５の粒子の結果を示し、三角形は実施例３６の粒子の結果を示す。 実施例６８のアッセイ法で得られた抗原濃度の関数としてのシグナルを示す。菱形は実施例３４の粒子を使用した結果を示し、四角形は実施例３５の粒子を使用した結果を示し、三角形は実施例３６の粒子を使用した結果を示す。 実施例６９のアッセイ法で得られた抗原濃度の関数としてのシグナルを示す。菱形は実施例３４の粒子を使用した結果を示し、四角形は実施例３７の粒子を使用した結果を示し、三角形は実施例３８の粒子の結果を示す。 実施例３４、３５、および３６の粒子を用いて得られた非特異的結合を市販のＭｙＯｎｅ（商標）エポキシ粒子と比較して示す。
詳細な説明
本明細書の発明の詳細な説明および特許請求の範囲を通して、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」という単語ならびにこれらの変形は、例えば、「～を含むが、これらに限定されない」ことを意味し、それらは、他の部分、添加剤、構成要素、整数、またはステップを排除することを意図されない（および排除しない）。本明細書の発明の詳細な説明および特許請求の範囲を通して、単数形は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、複数形を包含する。具体的には、不定冠詞が使用されている場合、本明細書は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、単一性だけでなく複数性も企図すると理解されるものとする。
本発明のある特定の態様、実施形態、または実施例に関連して記載された特色、整数、特徴、化合物、化学的部分または基は、適合しない場合を除き、本明細書に記載のその他の態様、実施形態、または実施例に適用可能であると理解されるものとする。本明細書に開示される特徴のすべて（任意の添付の特許請求の範囲、要約、および図面を含む）および／またはそのように開示される任意の方法もしくはプロセスのステップのすべては、かかる特徴および／またはステップのうちの少なくともいくつかが相互排他的である組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わされ得る。本発明は、本明細書に開示されたいかなる実施形態の詳細にも限定されない。本発明は、本明細書に開示された特徴の任意の新規のもの、または任意の新規の組み合わせ（任意の添付の特許請求の範囲、要約、および図面を含む）、またはそのように開示されている任意の方法またはプロセスのステップの任意の新規のものまたは任意の新規の組み合わせまで拡大する。
読み手の注意は、本出願に関連して本明細書と同時またはそれ以前に出願され、本明細書と共に閲覧に供されるすべての論文および文書に向けられることになるが、このような論文および文書のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書中で言及されたすべての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。矛盾が生じる場合には、定義を含む、本明細書が優先されるものとする。
一実施形態では、本発明は、新規の磁性ポリマー粒子を提供し、別の実施形態は、当該新規粒子を調製することができるプロセスを提供する。他の実施形態は、ポリマー粒子を使用する方法を提供する。
ポリマー粒子形成プロセスは、油中水乳剤、すなわち、連続油相中に懸濁した不連続水相を含む。次いで、形成されたポリマー粒子は、磁性にされ得、および／またはコーティングされ得る。
したがって、本明細書に記載のポリマー粒子形成プロセスは、２つの異なる粒子、すなわち、膨潤および重合プロセスを受けてポリマー粒子を形成するシード粒子を含む。したがって、「シード粒子」および「ポリマー粒子」という用語は、本明細書では以下のように使用される。
「シード粒子」は、文脈上別段の要求がない限り、分散重合によって得られ、ポリマー粒子形成プロセスにおいて中間体として用いられる粒子を意味する。
「ポリマー粒子」とは、本明細書に記載のプロセスにおける懸濁重合によってシード粒子から作製することができる粒子を指す。重合後、磁性材料を粒子に添加してもよい。例えば、ポリマー粒子が細孔を含む場合、磁性材料を細孔の少なくとも一部に堆積させることができる。重合（および任意に磁性材料の添加）後、粒子は、例えば、有機（例えばポリマー）またはシリカコーティングでコーティングされ得る。
ポリマー粒子は、特定の親水性ビニルモノマーおよび架橋剤から「形成され」得る。特定の親水性モノマーは、１つ以上のモノマーを含み得る。特定の架橋剤は、１つ以上の架橋剤を含み得る。これに関連して「から形成される」とは、ポリマーが反応した特定の親水性ビニルモノマーおよび架橋剤からなることを意味し得る。これに関連して「から形成される」とは、ポリマーが特定の親水性ビニルモノマーおよび架橋剤を、少量の他のビニルモノマーおよび／または架橋剤と共に含むことを意味し得る。例えば、ポリマーは、少なくとも９０重量％の特定のモノマーおよび架橋剤と、１０重量％以下の他のビニルモノマーおよび／または架橋剤とを含み得、例えば、ポリマーは、少なくとも９５重量％の特定のモノマーおよび架橋剤ならびに５重量％以下の他のビニルモノマーおよび／または架橋剤を含み得る。例えば、ポリマーは、少なくとも９８重量％の特定のモノマーおよび架橋剤と、２重量％以下の他のビニルモノマーおよび／または架橋剤とを含み得、例えば、ポリマーは、少なくとも９９重量％の特定のモノマーおよび架橋剤ならびに１重量％以下の他のビニルモノマーおよび／または架橋剤を含み得る。
「磁性材料」は、磁場に反応する物質を意味する。磁性材料が常磁性であるとき、磁気特性は、磁場が除去されるときにオフになる。磁性材料が超常磁性であるとき、磁性材料は、比較的低い磁場で飽和状態になり、磁場の除去に伴う磁気特性の遮断は、非常に速い／瞬間的である。磁性材料が強磁性であるとき、各ドメイン内のそのすべての磁性原子は正味の磁化にプラスの寄与を加える。磁性材料がフェリ磁性であるとき、各ドメイン内のいくつかの磁性原子は対向しているが、全体として材料は正味の磁化を示す。強磁性およびフェリ磁性材料の両方は、外部磁場が除去された後も磁気特性を保持する。材料のキュリー温度を超えると、強磁性および強磁性材料は、常磁性材料になる。磁気特性はまた、磁性材料中の磁性粒子のサイズによっても影響を受ける可能性があり、一部の材料は、より大きい粒子サイズでは強磁性およびフェリ磁性であるが、超常磁性の適切に小さい粒子サイズ（例えばｎｍスケール）である。例えば、フェリ磁性材料、例えば酸化鉄は、結晶のサイズが十分に小さいとき（例えば、酸化鉄については約１５ｎｍスケール以下）、超常磁性結晶を形成する。
「磁性材料前駆体」は、磁性材料を提供するように変換され得る物質を意味する。磁性材料前駆体は、溶媒和遷移金属イオン（例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの多価カチオン、または、任意にＡｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、もしくはＳｎの多価カチオンおよび／もしくは希土類元素と混合した、それらの組み合わせ）を含み得る。溶媒和遷移金属イオンおよび／または希土類イオンは、イオンを沈殿させる任意のプロセスによって、例えば酸化物として磁性材料に変換され得る。沈殿は、例えば、ｐＨ変化、溶媒の除去、または温度変化によって引き起こされ得る。例えば、磁性材料前駆体は、Ｆｅ2+および／またはＦｅ3+イオンを含むｐＨ６未満の水性懸濁液によって提供され得、Ｆｅ2+および／またはＦｅ3+イオンは、沈殿によって、例えばｐＨを８超まで上昇させることによって磁性材料に変換され得る。
「コーティング」は、基材の表面に適用されるコーティングを意味する。コーティングは、基材を完全に被覆する全面被覆であり得るか、または基材の表面の一部のみを被覆する部分的なコーティングであり得る。コーティングは、任意の適切な種類の結合、例えば、共有結合、金属結合、イオン結合、水素結合、ファンデルワールス相互作用、疎水性相互作用などのうちの少なくとも１つによって基材に適用され得る。多孔性基材は、多孔性構造を維持しながら（例えば、コーティングが部分的に細孔を満たすために）、コーティングの少なくとも一部が細孔内に存在するようにコーティングされ得る。基材がポリマーを含む場合、コーティング（または少なくともその一部）はグラフト化によって提供され得る。コーティング（または少なくともその一部）がグラフト化によって提供される場合、コーティングは、部分的なコーティングであり得る。本開示では、文脈によって他に必要とされない限り、基材は、ポリマー粒子である。ポリマー粒子は、磁性ポリマー粒子も磁性材料も含まないポリマー粒子であり得る。
ポリマー化学の文脈における「グラフト化」は、主鎖のものとは異なる構成的または立体配置的特徴を有する側鎖として、１つ以上のブロック種が巨大分子の主鎖に接続している反応を含む。基材がポリマー粒子またはポリマー粒子であり、コーティング（または少なくともその一部）がグラフト化によって提供される場合、ポリマー粒子のポリマーは主鎖を提供し、コーティングは側鎖（または側鎖）を提供する。
ポリマー、例えばポリマー粒子に関する「ヒドロゲル」の言及は、膨潤剤が水であるポリマーゲルを意味する。ヒドロゲルポリマーは、水中でその重量の少なくとも２０％を吸収し得る。ヒドロゲルポリマーは、水中でその重量の少なくとも４５％、少なくとも６５％、少なくとも８５％、少なくとも１００％、または少なくとも３００％を吸収し得る。例えば、ヒドロゲルポリマーは、水中でその重量の少なくとも１０００％、少なくとも１５００％、さらには少なくとも２０００％を吸収し得る。
ポリマー粒子（例えば、ヒドロゲルポリマー粒子）に関して「透明」の言及とは、粒子が多孔性であり、分子または目的とする他の試薬が水溶液を通って粒子の細孔内に容易に拡散することができることを意味する。例えば、本開示の架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、ポリメラーゼがオリゴヌクレオチドに結合している場合であっても、オリゴヌクレオチドおよび核酸増幅および配列決定試薬に対して透明であり得、例えばオリゴヌクレオチドは、部分的または全体的に細孔内に位置し得る。
本明細書における「平均」直径の言及は、他に特定されない限り、架橋ポリマー粒子（例えば、架橋ヒドロゲルポリマー粒子、磁性ヒドロゲルポリマー粒子、および／またはコーティングしたヒドロゲルポリマー粒子）のモード径を指すか、またはシード粒子のｚ平均直径を指す。モード径は、ディスク遠心分離機によって、例えばＣＰＳディスク遠心分離機によって測定され得る。ｚ平均直径は、動的光散乱（光子相関分光法としても知られている）によって測定されたｚ平均直径であり得る。全範囲にわたって、平均直径がモード径、例えば光学顕微鏡により決定されるモード径である実施形態がさらに開示される。
「単分散」という用語は、複数の粒子（例えば少なくとも１００、より好ましくは少なくとも１０００）について、その粒子は、２０％未満、例えば１５％未満、典型的には１０％未満、および任意に８％未満、例えば５％未満のそれらの直径の変動係数（ＣＶ）または多分散性％を有することを意味する。
「Ｍｗ」という用語は、ポリマーの重量平均分子量である。それは以下の式：
によって定義され、式中、Ｍiは特定の鎖の分子量でありかつＮiはその分子量の鎖の数である。Ｍｗは、特定の溶離剤溶媒系を有する一連の標準ポリマーに対してゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定され得る。例えば、シード粒子中のオリゴマーまたはポリマーのＭｗは、０．０１ＭのＬｉＢｒを含む溶離剤ＤＭＦとして用いるポリスチレン標準に対してＧＰＣによって測定され得る。
本明細書における「多分散性」または「多分散性％」の言及は、「多分散性指数」から導き出された動的光散乱データについての値を指す。多分散性指数は、ＩＳＯ標準文書１３３２１：１９９６ ＥおよびＩＳＯ ２２４１２：２００８に定義されるように、相関データ、例えば動的光散乱データに適合する単純な２パラメータから計算される数である。多分散性指数は、無次元であり、０．０５よりも小さい値が高度に単分散の標準以外ではめったに見られないように縮尺される。粒子の試料について０．７を超える多分散性指数値は、試料が非常に広い粒径分布を有する、例えば粒子が単分散ではないことを示す。
本明細書で使用される「アルキル」および「Ｃx～Ｃyアルキル」（ｘは少なくとも１でありかつ１０未満であり、かつｙは１０より大きい数である）という用語は、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルキル部分についての言及を含む。この用語は、例えば、メチル、エチル、プロピル（ｎ－プロピルまたはイソプロピル）、ブチル（ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、またはｔｅｒｔ－ブチル）、ペンチル、ヘキシルなどへの言及を含む。特に、アルキルは、「Ｃ1～Ｃ6アルキル」、すなわち、１、２、３、４、５、または６個の炭素原子を有するアルキル、または「Ｃ1～Ｃ4アルキル」、すなわち、１、２、３、または４個の炭素原子を有するアルキルであり得る。「低級アルキル」という用語は、１、２、３、または４個の炭素原子を有するアルキル基への言及を含む。アルキルは、化学的に可能な場合、各出現においてそれぞれ独立してオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個の置換基で任意に置換されていてもよく、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される。
本明細書で使用される「アルコール」Ｃx～Ｃyアルコール」（ｘは少なくとも１でありかつ１０未満であり、かつｙは１０より大きい数である）という用語は、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖アルコール部分への言及を含む。この用語は、１つ以上のヒドロキシル（－ＯＨ）基で置換された対応するアルキルへの言及を含む。したがって、この用語は、モノヒドロキシ置換アルコールまたはポリオール（例えば、ジオールまたはトリオール）への言及を含む。具体的には、アルコールは、「Ｃ1～Ｃ6アルコール」、すなわち、１、２、３、４、５、もしくは６個の炭素原子および１つ以上のヒドロキシル基を有するアルキル、または「Ｃ1～Ｃ4アルコール」、すなわち、１、２、３、もしくは４個の炭素原子および１つ以上のヒドロキシル基を有するアルコールであり得る。
という記号は、化合物の残部への部分の結合点を表す。
本明細書で使用される「ｌｏｇ Ｐ」という用語は、化合物、例えば親水性ビニルモノマーのオクタノール－水分配係数（ｌｏｇ Ｐoct/wat）を指す。化合物のｌｏｇ Ｐは、様々な方法のうちのいずれか１つによって決定され得る。特に、複数の実施形態で使用される化合物および本明細書に開示されている他の化合物について、ｌｏｇ Ｐは、１１１６頁のセクション２．１．ａに、Ｊ．Ｓａｎｇｓｔｅｒ，“Ｏｃｔａｎｏｌ－ｗａｔｅｒ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ”，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｆ．Ｄａｔａ，Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．３，１９８９，１１１１－１２２７（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載される振盪フラスコに従って測定され得る。ｌｏｇ Ｐはまた、ソフトウェアを用いて化合物の構造から計算され得、例えば、ｌｏｇ Ｐは、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ １４．０を用いて計算され得る。
ｌｏｇ Ｐは、有機相－水相分配係数であるので、所与の化合物についてのこの値は、水相中にあるモノマーの割合と相関する。特に、この値が低いほど（より負の値を含む）、化合物（例えば、モノマーまたは架橋剤）の割合は、水または水相中でより高くなる。本発明で使用される化合物（例えばモノマーまたは架橋剤）は、例えば、本明細書に開示されている粒子の調製のための方法に従って、平衡状態で重合に十分な量で化合物が利用できるように十分に低いｌｏｇ Ｐを有するべきである。したがって、ｌｏｇ Ｐは、本発明において使用される化合物を特徴決定するために有用であり得る。
化合物の分子構造に基づいて、分子が有機相または水相にある傾向を推定することも可能である。例えば、窒素および酸素のようなより親水性原子およびより少ない炭素原子を含むモノマーは、より親水性基を有する可能性が高く、水相に分配する傾向が高い。
本発明の目的とする化合物（例えば、モノマーおよび／または架橋剤）は、典型的には、重合性ビニルモノマーであるので、化合物中の疎水性原子と親水性原子の数の間の比を計算する式は、水相に分配するための化合物の相対的傾向の推定値を得るために使用され得る。所与のクラスの化合物について、そのような式から計算された値は、（ほぼ）ｌｏｇ Ｐと相関し得る。そのような式は、ｌｏｇ Ｐの代わりにまたはそれに加えて、本発明において有用なモノマーを決定するために使用され得る。
例えば、本発明の親水性ビニルモノマー（例えばＲ1が－Ｈ、－ＣＨ3である、式Ｉの化合物など）のための適切な式は、以下：
のとおりであり、ここで、ＮCは、モノマー中の炭素原子数であり、ＮNはモノマー中の窒素原子数、かつＮOはモノマー中の酸素原子数である。Ｒ原子が２．７５未満である場合、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、およびビニルスルホン酸が適しているが、Ｒ原子が２以下であり、かつモノマーが５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度（例えば、２５℃で）を有する場合、アクリレートおよび他のモノマークラスが適している。一般に、アクリルアミドは、類似のアクリレートよりも水相に溶けやすく、Ｒ原子の合格基準の違いはこれに反映する。このＲ原子式およびカットオフ基準は、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物などの本発明で使用される架橋剤にも適用することができる。例示的なモノマーおよび架橋剤についてのＲ原子値を表１に示す。
ポリマー粒子
本発明は、粒子がポリマー性および単分散性である実施形態を含む。本発明は、粒子が多孔性である実施形態を含む。本発明によれば、粒子は、磁性であり、かつ／またはコーティングを含む。文脈が他に要求しない限り、以下の「粒子」および「ポリマー粒子」への言及は、本発明の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子および／または本発明の単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子への言及を含む。
粒子は、少なくとも１００個、例えば少なくとも１０００個の集団内にあり得る。例えば、測定のためには、粒子は、少なくとも１００個、例えば少なくとも１０００個の集団内にあり得る。例えば、ある特定の最終用途では、粒子は、便宜上、少なくとも１００個、例えば少なくとも１０００個の集団内にあり得る。
「単分散」とは、複数の粒子（例えば少なくとも１００個、より好ましくは少なくとも１０００個）について、その粒子は、２０％未満、例えば１５％未満、典型的には１０％未満、および任意に８％未満、例えば５％未満のそれらの直径の変動係数（ＣＶ）を有することが意味される。特定の種類のポリマー粒子は、１０％未満のＣＶを有する。ＣＶは、（標準偏差）÷平均×１００と定義され、ここで、「平均」は平均粒子直径であり、標準偏差は粒径の標準偏差である。本発明はまた、「平均」がｚ平均粒子直径またはモード粒子直径のいずれかである実施形態も含む。ＣＶは、好ましくは、主モードで計算される。したがって、モードサイズを下回るまたは上回るいくつかの粒子は、例えば総粒子数の（すなわち検出可能な粒子の）約９０％に基づき得る計算においては考慮されない場合がある。そのようなＣＶの決定は、ＣＰＳディスク遠心分離機で実行可能である。
ポリマー粒子は、例えば、本明細書に記載されている単分散シード粒子を使用することによって、本明細書の後半に記載されているポリマー粒子形成プロセスによって生成され得る。
ここでポリマー粒子に戻って、本明細書は、架橋ヒドロゲルポリマー粒子を開示する。架橋ヒドロゲルポリマー粒子の特徴は、ポリマーに対する良好な溶媒である水溶液中に入れられると粒子が溶解する代わりに膨潤することである。例として、水は、アクリルアミドポリマーを含むヒドロゲル粒子のための良好な溶媒である。ヒドロゲル粒子は、親水性であり、水中で膨潤し、種々の異なる多孔性で作製され得る。本明細書に開示される架橋ヒドロゲル粒子は、粒子が生物学的アッセイ法において使用されるときに利点を提供する、低い非特異的結合、単分散性、および多孔性の組み合わせを提供する。さらに、非特異的結合および多孔性特性は、粒子中に磁性材料を含めることおよび／または粒子をコーティングすることによって改変され得る。
このプロセスによって作製されたポリマー粒子中の架橋のレベルは、懸濁重合に使用される全モノマー中に含まれる架橋剤モノマーの重量パーセント（重量％）として表すことができる。架橋剤モノマーの重量％は、マトリックスポリマー中の架橋剤の重量％（すなわち、架橋ポリマー粒子の乾燥重量中の架橋剤の重量％）に相当し得る。したがって、懸濁重合に使用されるモノマーが、例えば、単官能アクリルアミドおよび二官能アクリルアミドである場合、二官能アクリルアミド（架橋剤モノマー）の割合は、二官能アクリルアミドと単官能アクリルアミドの合計重量に基づく重量パーセントとして計算される。架橋の典型的なレベルは、１重量％超の架橋剤、例えば２重量％超の架橋剤、例えば５重量％超の架橋剤を含む。例えば、架橋のレベルは、１０重量％超の架橋剤、または１５重量％超の架橋剤、例えば２０重量％超の架橋剤または２５重量％超の架橋剤であり得る。架橋のレベルは、例えば、５～６０重量％の架橋剤、例えば１０～５０重量％の架橋剤、例えば２０～４０重量％の架橋剤、または２０～３０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、１～３０重量％の架橋剤、例えば１～２０重量％の架橋剤、例えば１～１０重量％の架橋剤であり得るか、または架橋のレベルは、２～３０重量％の架橋剤、例えば２～２０重量％の架橋剤、例えば２～１０重量％の架橋剤であり得、例えば多孔性ヒドロゲル粒子に適している。
架橋のレベルは、例えば高度に架橋された粒子において、３０重量％超の架橋剤または４０重量％超の架橋剤であり得る。架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤、または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。高度に架橋された粒子において、架橋のレベルは、１００重量％までの架橋剤であり得、例えば親水性ビニルモノマーは架橋剤であり得る。
粒子が磁性ポリマー粒子（例えば、磁性ヒドロゲルポリマー粒子）である場合、架橋のレベルは、好ましくは１０重量％超の架橋剤、例えば３０重量％超の架橋剤または４０重量％超の架橋剤である。これらの架橋のレベルは、架橋のより低いレベルを有する粒子と比較して、磁性材料のより良好な保持を有する粒子を提供し得る。架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤、または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。
上述のように、架橋粒子は、ポリマーの良好な溶媒中に入れられると膨潤する。例えば直径の増加として測定される、膨潤の量は、架橋のレベルに関係している。より高い架橋度を有する粒子は、典型的には類似のポリマーから作製されるが、より低い架橋度を有する粒子よりも膨潤が少ない。この特性は、試料を架橋の既知の異なるレベルの一連の標準物と比較することによって、ポリマー粒子の試料中の架橋の相対的なレベルを決定するために使用することができる。
粒子は、１つ以上のビニル不飽和モノマーを重合することによって作製された付加ポリマーを適切に含む。不飽和ビニルモノマーは、置換されていてもよい一般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＲ’Ｈを含み得、ここで、ＲはＨまたはアルキルであり（例えば、Ｒは－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）、かつＲ’はＨ、アルキル（例えば－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3）、または官能基（例えば、カルボン酸、ホスホン酸、第１級アミン、または第２級アミンである。ビニル不飽和モノマーは、一般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＨ2を含み得、ここで、ＲはＨまたはアルキルである（例えば、Ｒが－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）。ビニル不飽和モノマーは、ビニル基、－ＣＨ＝ＣＨ2を含み得る。モノマーは、親水性ビニルモノマー、例えば約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐ値を有するビニルモノマーであり得る。親水性ビニルモノマーは、置換されていてもよい一般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＲ’Ｈを含み得、ここで、ＲはＨまたはアルキルであり（例えば、Ｒは－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）、かつＲ’はＨ、アルキル（例えば－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3）、または官能基（例えば、カルボン酸、ホスホン酸、第１級アミン、または第２級アミンである。親水性ビニルモノマーは、一般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＨ2を含み得、ここで、ＲはＨまたはアルキルである（例えば、Ｒが－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）。親水性ビニルモノマーは、ビニル基、－ＣＨ＝ＣＨ2を含み得る。モノマーは、約０．６未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約０．５２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。例えば、モノマーは、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得、例えば、モノマーは、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。特に、モノマーは、親水性基も含むビニルモノマー、例えば、アクリルアミドモノマーまたはアクリレートモノマーであり得る。
モノマーは、Ｒ原子に対して特定の値を有し得る。モノマーが、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、およびビニルスルホン酸である場合、特定のＲ原子は、Ｒ原子が２．７５未満であり得る。モノマーが他のモノマークラスのアクリレートである場合、特定のＲ原子は、Ｒ原子が２以下であり得、モノマーは、５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度（例えば、２５℃で）を有する。
粒子に使用されるモノマーは、式（Ｉ）：
の少なくとも１つの化合物であり得、
式中、
Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ1aは、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨ、または－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、
Ｒ1bは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2である、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2である、－Ｓ（Ｏ）2ＯＨである、または、３～８個の環原子を有する複素環でありヘテロ原子がＮ、Ｏ、もしくはＳから選択されるか；あるいは、Ｒ1aまたはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ2は、－ＯＲ3、－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5、または－Ｎ結合アミノ酸から選択され、
Ｒ3は、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、または－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択され、かつ
Ｒ4およびＲ5はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択されるか；あるいは、Ｒ4およびＲ5は、それらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子を有する複素環を形成し、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される。
一実施形態では、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ1aは、－Ｈまたは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、
Ｒ1bは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2、もしくは－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであるか、または、Ｒ1aもしくはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ2は、－ＯＲ3または－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5から選択され、
Ｒ3は、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、または－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択され、かつ
Ｒ4およびＲ5はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択される。
Ｒ3が、－Ｃ1～Ｃ6アルキルまたは－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、アルキルまたはアルコールは、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される。例えば、Ｒ3が－Ｃ1～Ｃ6アルキルまたは－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、アルキルまたはアルコールは、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてＯＲaまたはＣＯ2Ｒaから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、任意にＲaがＨである。
Ｒ4および／またはＲ5が、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、各々は独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される。例えば、Ｒ4および／またはＲ5が、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、各々は独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてＯＲaまたはＣＯ2Ｒaから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、任意にＲaがＨである。
Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3であり得る。Ｒ1は、－Ｈまたは－ＣＨ3であり得る。例えば、Ｒ1は、－Ｈであり得る。Ｒ1は、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり得る。
Ｒ1aは、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3であり得る。Ｒ1aは、－Ｈであり得る。Ｒ1aは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得る。Ｒ1aは、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり得る。
Ｒ1bは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得る。Ｒ1bは－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2であり得る。Ｒ1bは－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであり得る。Ｒ1bが－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であるとき、Ｒ1aは－Ｈであり得る。Ｒ1bが－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であるとき、Ｒ1aは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得、Ｒ2は任意に－ＯＲ3であり得る。Ｒ1bが－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2であるとき、Ｒ1aは－Ｈであり得、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3（例えば、－Ｈ）であり得る。Ｒ1bが－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであるとき、Ｒ1aは－Ｈであり得、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3（例えば、－Ｈ）であり得る。
Ｒ1bは、３～８個の環原子を有する複素環であり得、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される。Ｒ1bは、イミダゾリルであり得る。
Ｒ1aまたはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり得る。
Ｒ2は－ＯＲ3であり得る。Ｒ2は－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5であり得る。Ｒ2は、－ＮＨ2、－ＮＨＣＨ3、－ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－ＮＨ（ＣＨ3）2であり得る。Ｒ2は、Ｎ結合アミノ酸であり得る。Ｎ結合アミノ酸は、アルギニン、ヒスチジン、リジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、グリシン、プロリン、アラニン、β－アラニン、およびメチオニンから選択され得る。
Ｒ3は、－Ｈであり得る。Ｒ3は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ3は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、Ｒaは独立して各出現において、ＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。Ｒ3は、－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり得る。例えば、Ｒ3は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ4は、－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。Ｒ4は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ4は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ5は、－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。Ｒ5は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ5は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ4およびＲ5はそれらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子（例えば、４、５、または６個の環原子）を有しヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される複素環を形成し得る。Ｒ4およびＲ5は、それらが結合している窒素と一緒になって、モルホリノ複素環を形成し得る。
粒子に使用されるモノマーは、式（Ｉａ）：
の少なくとも１つの化合物であり得、式中、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ1aは、他の箇所で定義されたとおりである。
粒子に使用されるモノマーは、式（Ｉｂ）：
の少なくとも１つの化合物であり得、式中、Ｒ1およびＲ1aは、他の箇所に定義されたとおりである。一実施形態では、Ｒ1およびＲ1aはそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される。
粒子に使用されるモノマーは、式（Ｉｃ）：
の少なくとも１つの化合物であり得、式中、Ｒ1およびＲ1aは、他の箇所に定義されたとおりである。一実施形態では、Ｒ1およびＲ1aはそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される。
式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の化合物は、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０．６未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約０．５２未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。例えば、式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐ、例えば式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）は、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の化合物は、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば、約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有し得る。
式（Ｉ）または（Ｉａ）の化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得、化合物は、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、またはビニルスルホン酸であるか、またはＲ原子が２以下であり、かつ水溶解度が５０ｇ／Ｌ以上であり、化合物は、アクリレートまたは他のモノマークラスである。式（Ｉｂ）または（Ｉｃ）の化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得る。
モノマーは、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ3、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ3）2から選択されるアミド基を含む少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み得る。モノマーは、第１級アミド基（－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2）を含む少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み得る。
アクリルアミドモノマーおよび／またはアクリレートモノマーは、具体的に言及され得る。適切なモノマーには、アクリルアミド（プロプ－２－エナミド）、Ｎ－（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ－［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、４－アクリルオリモルホリン、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、Ｎ－（２）－（ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、ヒドロキシプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸；約１未満のｌｏｇ Ｐ値を有する（例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐ値を有する）他のアクリルアミドモノマー、アクリルモノマー、メタクリルアミドモノマー、もしくはメタクリルモノマー；２．７５未満のＲ原子を有する他のアクリルモノマー、もしくはメタクリルアミドモノマー；ならびにＲ原子が２以下であり、かつ５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度（例えば２５℃で）を有する他のアクリル酸モノマーまたはメタクリル酸モノマーが含まれる。
モノマーは、モノマーの混合物を含み得る。例えば、モノマーは、上で定義された少なくとも１つのモノマーおよび少なくとも１つの相溶性官能性モノマーを含み得る。例示的な官能性モノマーは、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、ホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）、スルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンを含む、本明細書で定義される親水性ビニルモノマーである。例えば、モノマーは、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）もホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）もスルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）も第１級アミンも第２級アミンも含まない、式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の少なくとも１つのモノマーと、少なくとも１つのカルボン酸（－ＣＯＯＨ）、ホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）、スルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンを含む（例えば、少なくとも１つのカルボン酸（－ＣＯＯＨ）またはホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2を含む）、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（Ｉｂ）のモノマーとを含み得る）。
高度に架橋された粒子では、モノマーは、架橋剤、例えば本明細書の他の箇所で定義される、架橋剤であり得るかまたはそれを含み得る。例えば、モノマーは、式（ＩＩａ）もしくは（ＩＩｂ）の少なくとも１つの化合物であり得るかまたはそれを含み得る。
官能性モノマーは、カルボン酸または第１級アミンを含む、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０．６未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約０．５２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。例えば、官能性モノマーは、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得、例えば、官能性モノマーは、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、カルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸、または第１級アミンを含む式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（Ｉｂ）の化合物であり得る。官能性モノマーは、カルボン酸、ホスホン酸、またはスルホン酸を含み得、例えば、カルボン酸またはホスホン酸を含み得る。官能性モノマーは、カルボン酸または第１級アミンを含むアクリルアミドモノマーであり得る。
好適な官能性モノマーは、３－アクリルアミドプロピオン酸、４－アクリルアミドブタン酸、５－アクリルアミドペンタン酸、Ｎ－（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、アクリル酸、フマル酸、イタコン酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、および１－ビニルイミダゾールを含む。さらなる好適な官能性モノマーは、無水物、例えば無水マレイン酸または無水イタコン酸を含み、これらは重合中に加水分解されてカルボン酸基を提供し得る。
少なくとも１つの官能性モノマーが存在する場合、官能性モノマーの量は、約０．１～約１００モル％、例えば約０．２～約５０モル％、例えば約０．５～約４０モル％または約１～約３０モル％（例えば、約２～約２０モル％）であり得る。例えば、官能性モノマーの量は、少なくとも約２～約１００モル％、例えば約２～約５０モル％、例えば約４～約４０モル％または約４～約３０モル％（例えば約２～約２０モル％）であり得る。官能性モノマーの量は、約５～約１００モル％、例えば約５～約８０モル％であり得る。モル％は、全親水性ビニルモノマーのモル％として官能性モノマーの量を指し得る。官能性モノマーの量は、約０．１～約６０重量％、例えば約０．２～約５０重量％、例えば約０．５～約４０重量％であり得る。官能性モノマーの量は、約１～約６０重量％、例えば約２～約５０重量％、例えば約２または３～約４０重量％であり得る。官能性モノマーの量は、約０．１～約１０重量％、例えば約０．２～約５重量％、例えば約０．５～約２重量％であり得る。重量％は、重合プロセスに使用される全モノマー中に含まれる官能性モノマーの重量％を指し得る。全モノマーは、例えば、少なくとも１つの官能性モノマーではない親水性ビニルモノマー、架橋剤、および官能性モノマーを含み得る。
架橋は、コモノマーとして少なくとも２つ（例えば２つ）のビニル基（－ＣＨ＝ＣＨ2）を含む架橋剤を組み込むことによって達成され得る。架橋剤は、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）：
の少なくとも１つの化合物であり得、
式中、Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルから選択され、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
Ｒ7およびＲ8はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択されるか、またはＲ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
Ｒ9は、－Ｎ（Ｒ11）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2であり、
Ｒ10は、－Ｈおよび－Ｎ（Ｒ12）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2から選択され、かつ
Ｒ11およびＲ12はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択される。
架橋剤は、式（ＩＩａ）の少なくとも１つの化合物であり得る。架橋剤は、式（ＩＩｂ）の少なくとも１つの化合物であり得る。
Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、およびＲ12は独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨ、Ｃ1～Ｃ4アルキル、およびＣ1～Ｃ4アルケニルから選択される。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、および－Ｃ1～Ｃ6エーテル－から選択され得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－および－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－から選択され得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、例えば、－ＣＨ2－、－（ＣＨ2）2－、－（ＣＨ2）3－、または－（ＣＨ2）4－、例えば、－（ＣＨ2）2－であり得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、例えば、－Ｃ（ＯＨ）Ｈ－、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）2－、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）3－、または－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）4－、例えば、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）2－であり得る。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－であり得、任意にヘテロ原子はアミン（例えば第３級アミン）である。例えば、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－はヘテロ原子上でＣ（Ｏ）Ｒaによって置換され、任意にヘテロ原子はアミンであり、例えばＲ6は－ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）ＣＨ2ＣＨ2－であり得る。
Ｒ6がポリエーテルである場合、ポリエーテルは、直鎖または分岐鎖であり得る。Ｒ6は、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含むポリエーテル、例えば、２～５０個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含むポリエーテルであり得る。Ｒ6は、２～１００個のＣ2エーテル単位を含むポリエーテル、例えば、２～５０個のＣ2エーテル単位を含むポリエーテルであり得る。例えば、Ｒ6は、－（ＣＨ2）r（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯ（ＣＨ2）sであり得、ｒおよびｓはそれぞれ独立して２または３（例えば２）であり、かつｎは１～１００（例えば、１～５０または１～２５、例えば５～５０または５～２５）の整数である。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、ポリエーテルを含む架橋剤（例えば、Ｒ6がポリエーテルである場合）は、水相中で卓越した溶解性を有すると考えられる。これは、そのような架橋剤は、架橋の低いレベルを有する粒子（例えば、１～２０重量％の架橋剤、または１～１０重量％の架橋剤）を提供するために使用され得、架橋剤を含むそのようなポリエーテルは、特に、架橋の比較的に高いレベルを含む粒子、例えば、２０重量％超の架橋剤、２５重量％超の架橋剤、または３０重量％超の架橋剤を提供するために適している。例えば、架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤、または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。
Ｒ7および／またはＲ8および／またはＲ11および／またはＲ12は、Ｈであり得る。例えば、Ｒ7および／またはＲ8は、Ｈであり得る。例えば、Ｒ11および／またはＲ12は、Ｈであり得る。
Ｒ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し得、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含む。Ｒ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－を形成するとき、Ｒ7およびＲ8によって定義される基は、Ｒ6と同様であり得る。例えば、Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－であり得、Ｒ7およびＲ8は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－であり得る。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルから選択され得、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、Ｒ7およびＲ8はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択され得るか、または、Ｒ7およびＲ8が一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、かつＲ11およびＲ12はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択される。
式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．６未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。例えば、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得、例えば式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有し得る。
式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得る。
本発明の粒子において使用される例示的な架橋剤としては、Ｎ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、ピペラジンジアクリルアミド、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４－アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドが挙げられる。例示的な架橋剤Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および４－アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、（特にＮ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド）は、特に、高度に架橋した粒子、および機械的により安定な粒子、例えば、少なくとも２０重量％の架橋剤の架橋のレベル（例えば少なくとも３０重量％の架橋剤の架橋のレベル）を有する粒子に使用するのに適している。本発明の一実施形態は、架橋剤の組み合わせの使用を含む。特定のモノマーが、アクリルアミド（プロプ－２－エン－アミド）を言及され得るため、そのためにはＮ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミド）は、好適な架橋剤である。特定のモノマーが、ヒドロキシメチルアクリルアミドを言及され得るため、そのためにはＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドは、好適な架橋剤である。特定のモノマーが、ヒドロキシエチルアクリルアミドを言及され得るため、そのためにはＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドは、好適な架橋剤である。
架橋剤は、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４－アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、Ｎ，Ｎ’－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドを含み得る。
架橋剤は、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、化合物であり得る。架橋剤は、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシルもカルボン酸も含まない、式（ＩＩａ）または式（ＩＩｂ）の化合物であり得る。
使用され得るいくつかの例示的なモノマーおよび架橋剤を表１に示す。いくつかの他のモノマーを表２に示す。表１および表２に列挙されたモノマーのｌｏｇ Ｐ値は、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ１４．０を用いて決定された。ＮC、ＮN、およびＮOがそれぞれモノマー中または架橋剤中の炭素、窒素、および酸素原子の数を表す、式Ｒ原子＝ＮC／（ＮN＋ＮO）に従って、Ｒ原子値が計算された。本発明の実施形態であるいくつかの粒子では、例えばモノマーのｌｏｇ Ｐ値のために、表２のモノマーは使用されない。さらに、表２のモノマーアクリル酸メチルおよびメタクリル酸を、従来のＵｇｅｌｓｔａｄ手順で使用され得、したがって、これらのモノマーおよびより高いｌｏｇ Ｐ値を有する他のモノマーは、本発明の粒子における使用にはあまり好ましくあり得ず、本明細書に記載のポリマー粒子形成プロセスを用いて作製され得る。
（表１）例示的なモノマーおよび架橋剤





（表２）その他のモノマーおよび架橋剤

架橋ヒドロゲルポリマー粒子中の架橋のレベルは、重合に使用される全モノマー中に含まれる架橋剤モノマーの重量パーセント（重量％）として表すことができる。典型的な架橋のレベルは、１重量％超の架橋剤、例えば、２重量％超の架橋剤、例えば、５重量％超の架橋剤を含む。例えば、架橋のレベルは、１０重量％超の架橋剤、または１５重量％超の架橋剤、例えば、２０重量％超の架橋剤（例えば、３０重量％超の架橋剤または４０重量％超の架橋剤）であり得る。架橋のレベルはまた、１～６０重量％の架橋剤、例えば、５～３０重量％の架橋剤であり得る。例えば、架橋のレベルは、５～６０重量％の架橋剤、例えば、１０～５０重量％の架橋剤であり得る。架橋のレベルは、例えば、１５～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～３０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、例えば、高度に架橋された粒子において、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤、または２５～７５重量％の架橋剤、例えば、２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。架橋のレベルは、１～３０重量％の架橋剤、例えば、１～２０重量％の架橋剤、例えば、１～１０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、２～３０重量％の架橋剤、例えば、２～２０重量％の架橋剤、例えば、２～１０重量％の架橋剤でもあり得る。高度に架橋された粒子において、架橋のレベルは、１００重量％までの架橋剤であり得、例えば、親水性ビニルモノマーは、架橋剤であり得る。
一実施形態では、粒子は、少なくとも１μｍの直径を有する粒子の場合のように、少なくとも５００ｎｍ、例えば、少なくとも６００ｎｍ、任意に少なくとも８００ｎｍの平均直径を有し得る。
一実施形態では、粒子は、２μｍ以下の直径を有する粒子の場合のように、１０μｍ以下、例えば、５μｍ以下、任意に３μｍ以下の平均直径を有し得る。
一実施形態では、本発明は、０．５μｍ～１０μｍ、例えば、０．８μｍ～５μｍの平均直径を有するポリマー粒子のクラスを含む。
ポリマー粒子のサイズおよびサイズ分布は、「分析方法」の見出しの下に以下に記載されるように決定され得る。
本開示は、少なくとも５％、例えば、少なくとも１０％または少なくとも３０％の多孔率を有する多孔性ポリマー粒子を含む。本開示は、２０％～９５％、特に、３０％～９５％、例えば、４０％～９５％、例えば５０％～８０％の多孔率を有する多孔性粒子を含む。
アクリルアミドおよびアクリレートポリマーは約１．３ｇ／ｍＬの密度を有するが、水は約１ｇ／ｍＬの密度を有するので、多孔率は、ヒドロゲルポリマー粒子の密度を決定した後に計算することができる。多孔性ポリマー粒子は、溶媒和分子に対して透明であり得、例えば、多孔性ポリマー粒子は、オリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬ならびに配列決定試薬（例えば、プライマー、ヌクレオチド、およびポリメラーゼ）に対して透明であり得る。この多孔率を決定する方法は、中間体ヒドロゲルポリマー粒子にはうまく機能するが、磁性材料は典型的にはポリマーよりも密度が高いので、この方法は磁性ポリマー粒子の多孔率を決定するのに有効ではない。さらに、この方法は、コーティングがアクリルアミドおよびアクリレートポリマーと同様の密度を有するコーティング粒子に対してのみうまく機能する。
多孔率は、膨潤粒子の質量を乾燥粒子の質量と比較することによって、膨潤（すなわち、水で飽和したヒドロゲル粒子）状態でサイズ（例えば直径）が分かっている磁性またはコーティングした粒子について決定され得る。粒子は、例えば、粒子を真空デシケーターに少なくとも２４時間入れることによって乾燥させることができる。膨潤ヒドロゲル粒子の細孔は主に水を含むので、細孔中に存在した水の体積は、（水の密度を用いて）決定され得る。この体積は、（粒子の直径から計算された）膨潤ヒドロゲル粒子の総体積と比較して、粒子の多孔率を決定することができる。この方法は、磁性ポリマー粒子およびコーティングしたポリマー粒子に有効であると考えられている。
一実施形態では、粒子は、官能基を含む。官能基は、ヒドロキシル、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、ホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）、スルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2（ＯＨ））、第１級アミン、および第２級アミンから選択され得る。官能基は、カルボン酸、ホスホン酸、およびスルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2（ＯＨ））から選択され得、例えば官能基は、カルボン酸およびホスホン酸から選択され得る。官能基は、カルボン酸および／またはホスホン酸および／またはスルホン酸（例えば、カルボン酸および／またはホスホン酸）を含み得る。官能基（例えば、カルボン酸および／またはホスホン酸）は、磁性材料を含むポリマー粒子中の磁性材料の堆積レベルを高めることができる。官能基は、コーティングしたポリマー粒子のポリマーへのコーティングの結合を増強し得、例えば、官能基は、共有結合、イオン結合、または水素結合のための化学的手段を提供し得る。
一実施形態では、官能基は、親水性ビニルモノマー（例えば、式（Ｉａ）または（Ｉｂ）の化合物）によって提供され、架橋剤（例えば、式（ＩＩａ）または式（ＩＩｂ）の化合物）によって提供されない。官能基は、標的分析物（例えば、オリゴヌクレオチド）または標的受容体との結合を促進するために増強され得る。本発明の粒子の官能基を増強する例示的な方法は、本明細書中の「粒子の使用」に関するセクションに記載されている。
一実施形態では、ポリマー粒子は、磁性材料を含む（例えば、粒子は磁性ヒドロゲルポリマー粒子である）。多孔性ポリマー粒子は、細孔内に磁性材料、例えば１つ以上の磁性材料を含み得る。本発明は、磁性材料の同一性に関して限定されず、例えば、磁性材料は、常磁性材料、超常磁性材料、強磁性材料、またはフェリ磁性材料のうちの少なくとも１つを含み得る。ポリマー粒子は常磁性材料を含み得る。ポリマー粒子は、超常磁性材料を含み得る。ポリマー粒子は、強磁性材料、フェリ磁性材料、またはその両方を含み得る。
一実施形態では、本明細書に記載のポリマー粒子は、ナノ粒子磁性材料および／または超常磁性材料、特に超常磁性結晶を含む。本発明の粒子中の超常磁性材料の使用は、印加磁場の不在下で磁気特性の欠如がポリマー粒子の凝集を減少させ、ポリマー粒子の分散を助けるので、特に有利であり得る。アッセイ中に磁性ポリマー粒子の均一な分布を容易にし、比較的強い磁場がアッセイ溶液のバルクからポリマー粒子を単離することが望まれるときにのみ印加されるので、これは、磁性ポリマー粒子がアッセイ法に使用されるとき、有益である。
ポリマー粒子の超常磁性結晶は、この粒子が多孔性であるならば、ポリマー粒子上またはその細孔中に超常磁性結晶形態で堆積することができる任意の材料のものであり得る。磁性材料は、金属酸化物または合金を含み得るか、またはそれらであり得る。磁性材料は、酸化鉄、例えば、マグネタイトもしくはマグヘマイトなどのフェライト、またはそれらの組み合わせを含み得るか、それらであり得る。酸化鉄、例えば、マグネタイトまたはマグヘマイト中の鉄の一部は、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、もしくはＳｎ、またはそれらの組み合わせで置換され（すなわち、置き換えられ）得る。特に、マグネタイトまたはマグヘマイトは、Ｍｎによって置換されたそれらの鉄の一部を有し得る。述べたように、いくつかの粒子は、マグネタイトおよびマグヘマイトの組み合わせを含み、この場合、マグネタイトもしくはマグヘマイトのいずれか、またはその両方が、それらの鉄含量のそのような部分置換を有し得る。さらにまたは代替的に、本開示の粒子は、いずれの場合も粒子の飽和磁化を増大させるために、鉄系金属ナノ粒子およびＦｅＮｉ合金ナノ粒子を含み得る。鉄の一部が１つ以上の他の元素で置換されている場合、置換される総量は、最大５モル％、例えば０．１～５モル％、例えば０．５～４モル％、例えば１～３モル％の範囲内であり得る。
一実施形態では、ポリマー粒子は、フェリ磁性であり、具体的には、磁性材料は、フェリ磁性酸化鉄結晶を含み得るか、またはそれであり得る。したがって、本開示は、フェリ磁性酸化鉄結晶、超常磁性酸化鉄結晶、およびそれらの組み合わせから選択される磁性材料を含む、本明細書に記載のポリマー粒子を含む。
存在する磁性材料の総量は、一般に２０％を超え、好ましくは２５％を超え、望ましくは３０％以上、例えば最大８５重量％または少なくとも５０重量％、例えば３０～８０重量％である。百分率は、粒子の全乾燥重量に基づいて磁性材料（例えば、金属酸化物）の重量に対して計算された重量百分率である。したがって、磁性材料が超常磁性材料からなる場合、存在する超常磁性材料の総量は、概して、２０％を超え、好ましくは２５％を超え、望ましくは３０％以上、例えば最大８５重量％または少なくとも５０重量％、例えば３０～８０重量％であり、この百分率は、それぞれ、粒子の全乾燥重量に基づいて磁性材料（例えば、金属酸化物）の重量に対して計算された重量百分率である。
一実施形態では、ポリマー粒子は、コーティングを含む。コーティングを含むポリマー粒子は、磁性材料を含み得るか、またはコーティングを含むポリマー粒子は、磁性材料を含み得ない。コーティングは、典型的には粒子の外面および多孔性粒子に対して提供され、コーティングは、細孔の溶媒に接近可能な表面にも提供され得る。コーティングは、ポリマーコーティングであり得る。コーティングは、シリカコーティングであり得る。コーティングは、ポリマー粒子の表面を完全に覆い得る。コーティングは、ポリマー粒子の表面の一部を覆い得る。コーティングの使用は、いくつかの利点を提供し得る。例えば、適切な場合には、コーティングは、異なる用途においてポリマー粒子の表面化学を修飾するために使用され得る。ポリマー粒子が磁性材料を含む場合、コーティングは、例えば、磁性材料が粒子から浸出するのを防ぐため、および／または磁性材料が溶液中に存在する他の成分と反応するのを防ぐために、粒子が懸濁している溶液のバルクから磁性材料を分離するのに役立ち得る。
一実施形態では、コーティングは、ポリマーコーティングである。コーティングがポリマーコーティングである場合、コーティング（または少なくともその一部）はグラフト化によって提供され得る。一実施形態では、コーティングは、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成された有機コーティングである。少なくとも１つのエポキシドモノマーは、エポキシドモノマー、例えば、少なくとも２つまたは少なくとも３つのエポキシドモノマーの混合物を含み得る。少なくとも１つのエポキシドモノマー（またはエポキシドモノマーの混合物）は、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル（１，４－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ブタン）、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリシドール、およびグリシジルメタクリレート、エチルヘキシルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、グリセロールプロポキシレートトリグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，３ブチレンジオールジグリシジルエーテル、ｔｅｒｔブチルグリシジルエーテル、１，４シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、Ｏ－（２，３エポキシプロピル）－Ｏ’－メチルポリエチレングリコールグリシジルエーテル、グリシジルテトラフルオロエチルエーテル、１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ポリ（エピクロロヒドリン－コ－エチレンオキシド－コ－アリルグリシジルエーテル）、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン、トリグリシジルエーテル、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリルグリシジルエーテル、１，２－エポキシブタン、１，２－エポキシペンタン、１，２－エポキシ－５－ヘキセン、１，２－エポキシ－ヘキサン、１，２－エポキシ－７－オクテン、１，２－エポキシオクタン、１，２，７，８－ジエポキシオクタン、１，２－エポキシ－９－デセン、１，２－エポキシデカン、１，２－エポキシドデカン、１，２－エポキシテトラデカン、またはそれらの組み合わせから選択され得る。少なくとも１つのエポキシドモノマー（またはエポキシドモノマーの混合物）は、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、グリシドール、グリシジルメタクリレート、またはそれらの組み合わせから選択され得る。
一実施形態では、コーティングは、シリカを含む。シリカコーティングは、ポリマー粒子の存在下で約１１未満のｐＨでシリケート（例えばＮａ2ＳｉＯ3）を反応させることによって形成され得る。シリカコーティングは、ポリマー粒子の存在下で、少なくとも８０℃の温度（例えば、少なくとも９０℃または１００℃の温度）でオルトシリケート（例えば、テトラエチルオルトシリケート）を反応させることによって形成され得る。
一実施形態では、磁性および／またはコーティングされ得る粒子は、親和性リガンドに結合され得、その性質は試料中の存在または不在が確認される特定の分析物に対するその親和性に基づいて選択されるであろう。親和性リガンドは、特定の分析物の特異的認識もまた可能である粒子に連結されることが可能な任意の分子を含み得る。親和性リガンドには、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体断片、核酸、オリゴヌクレオチド、タンパク質、オリゴペプチド、多糖、糖、ペプチド、ペプチドをコードする核酸分子、抗原、薬物、および他のリガンドが含まれる。好適な親和性リガンドの例は、公開された文献において利用可能であり、周知である。当該技術分野で日常的であるさらなる結合パートナー、二次親和性リガンド、および連結基の使用は、本明細書中でさらに議論されないが、所望であれば本発明の粒子と共にそのような種の使用が可能である。
本発明の粒子は、水溶液の典型的な温度範囲にわたって水溶液中で安定であり得る（すなわちポリマー分解に耐性があり得る）。単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、約１００℃までの温度で安定であり得る。例えば、単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、約０℃～約１００℃の温度範囲内で安定であり得る。
シード粒子
ポリマー粒子は、特定のシード粒子から始まる、ポリマー粒子形成プロセスによって調製され得る。本出願人は、他のプロセスで典型的に使用されるシード粒子、例えばポリスチレンシード粒子は、本発明および本開示のプロセスと適合しないことを確認した。したがって、本開示は、本発明および本開示のポリマー粒子形成プロセスにおける使用に適しているシード粒子を提供する。
シード粒子は、単分散であり得る（そして好ましくは単分散である）。シード粒子は、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドの複数の非架橋オリゴマーおよび１００ｎｍ～１，５００ｎｍのｚ平均直径を含む。各シード粒子は、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドの１×１０5超（例えば１×１０6超）の非架橋オリゴマーを含み得、例えば、各シード粒子は、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドの５×１０6超の非架橋オリゴマーを含み得る。
シード粒子は、１５０ｎｍ～１，３００ｎｍのｚ平均直径を有し得る。例えば、シード粒子は、３００ｎｍ～１，１００ｎｍのｚ平均直径を有し得る。
オリゴマーは、ポリスチレン標準に対してＧＰＣによって測定したとき、約２，０００Ｄａ～約１００，０００Ｄａの重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。特定のＭｗ範囲に加えてまたは代替的に、各オリゴマーのポリマーは、約３０～２，０００（例えば、約６０～約１，０００、または約８０～約５００）のモノマー単位を含み得る。
シード粒子オリゴマーのＭｗは、１００，０００Ｄａ未満、任意、５０，０００Ｄａ未満、さらに任意に４０，０００Ｄａ未満、例えば３０，０００Ｄａ未満であり得る。Ｍｗは、８，０００Ｄａ超、例えば１０，０００Ｄａ超の場合のように、４，０００Ｄａ超、任意に５，０００Ｄａ超、さらに任意に６，０００Ｄａ超であり得る。例えば、Ｍｗは、５，０００Ｄａ～７０，０００Ｄａ、例えば、６，０００Ｄａ～６０，０００Ｄａ、例えば、７，０００Ｄａ～５０，０００Ｄａ、または８，０００Ｄａ～４０，０００Ｄａであり得る。
いかなる理論にも拘束されることを望まないが、シード粒子のオリゴマーのＭｗは、シード粒子の重要な特徴であると考えられる。例えば、本明細書に記載の粒子形成プロセス中に単分散ポリマー粒子を形成するシード粒子を提供するためには、特定の範囲内にシード粒子オリゴマーのＭｗを有することが必要である可能性がある。シード粒子ポリマーがより高い分子量を有する場合、例えば、シード粒子形成中に連鎖移動剤が使用されなかったため（例えば、Ｍ．Ｂａｂｉｃ ａｎｄ Ｄ．Ｈｏｒａｋ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，１，８６－９４の単分散ミクロスフェア）、例えば、そのようなプロセスから得られる粒子は単分散であり得る、例えば、ＣＶが２０％超であり得るため、粒子は本プロセスでの使用には適していない。
シード粒子は、本明細書に開示されているシード粒子を形成する方法に従って形成されたシード粒子の特徴を有し得る。例えば、シード粒子は、安定剤および連鎖移動剤の存在下の有機溶媒中でのＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのラジカル開始重合によって形成されたシード粒子の特徴を有し得る。
シード粒子の調製
ポリマー粒子は、特定のシード粒子から始まる、本明細書に記載のプロセスによって調製され得る。したがって、本開示は、単分散シード粒子を調製する方法を提供する。
有機溶媒にＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、安定剤、ラジカル開始剤、および連鎖移動剤を溶解して、反応混合物を形成するステップ、ならびに反応混合物を加熱して開始剤を活性化し、それによって単分散シード粒子を形成するステップを含む方法によって、単分散シード粒子は作製され得る。
この方法では、一旦反応混合物が好適な容器中で形成されると、反応混合物は、典型的には、加熱ステップ中に例えば撹拌機を用いて混合される。
好ましくは、重合反応は、最小量の酸素を含む反応混合物中で起こるであろう。したがって、反応混合物を加熱する前に、反応混合物を、酸素からパージし得る。パージすることは、化学的に不活性なガスを用いて噴霧することを含み得る。不活性ガスは、窒素または希ガス（例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、またはキセノン）であり得る。例えば、不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、または窒素、例えばアルゴンまたは窒素であり得る。
本方法は、親水性シード粒子が有機溶媒から沈殿する逆沈殿重合と見なすことができる。安定剤は、シード粒子の凝集を防ぎ、単分散シード粒子の形成を助けることができる。好適な安定剤の選択は、安定剤が有機溶媒中に溶解する能力に依存する。安定剤は、スチレンおよびポリオレフィンのブロックコポリマー、例えばスチレンおよびエチレン／ブチレンに基づいてトリブロックコポリマー、例えばスチレンおよびエチレン／ブチレンからなる線状トリブロックコポリマーであり得る。安定剤は、ポリ（エチレン－コ－ブチレン）の中間ブロックおよびポリスチレンの外側ブロックからなるトリブロックコポリマーであり得る。例示的な安定剤は、Ｋｒａｔｏｎ Ａ１５３５Ｈ、Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１６５０Ｍ、Ｋｒａｔｏｎ Ｇ１６５２Ｍ、もしくはＫｒａｔｏｎ Ｇ１６５７Ｍ、またはそれらの組み合わせを含む。
ラジカル開始剤は、過酸化物開始剤またはアゾ開始剤、例えば、昇温で分解する過酸化物開始剤またはアゾ開始剤であり得る。例示的なラジカル開始剤には、２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）、２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）、２，２’－アゾビス（２，４－ジメチルバレロニトリル）、ジベンゾイルペルオキシドなどが含まれる。ラジカル開始剤は、２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）であり得る。ラジカル開始剤は、２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）であり得る。反応混合物を加熱し得る温度は、ラジカル開始剤が活性化される温度に依存するであろう。反応混合物を加熱して開始剤を活性化することは、反応混合物を少なくとも４０℃の温度に加熱すること、例えば少なくとも５０℃の温度に加熱すること、例えば少なくとも６０℃の温度に加熱すること、または例えば少なくとも７０℃の温度に加熱することを含み得る。例えば、ラジカル開始剤が２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）であるとき、反応混合物は、少なくとも５０℃の温度または少なくとも６０℃の温度に加熱され得る。
連鎖移動剤の添加は、成長するポリマー鎖のフリーラジカルと反応して鎖を停止させ、孤立電子を連鎖移動剤から誘導されたラジカル種に移動させることによってシード粒子のポリマーの分子量を減少させる。次いで、連鎖移動剤から誘導されたラジカル種は、モノマーと反応してモノマーからラジカルを形成し、それは、次いで別のモノマーと反応して新しいポリマー鎖の形成を開始することができる。連鎖移動試薬は、チオールまたはハロアルカンであり得る。例えば、連鎖移動剤は、チオール（例えば、１－オクタンチオール、ヘキサンチオール、６－メルカプト－１－ヘキサノール、ベンジルチオール）、アルキルチオール（例えば、１－オクタンチオール、ヘキサンチオール）、四塩化炭素およびブロモトリクロロメタンから選択され得る。例えば、連鎖移動剤は、１－オクタンチオールであり得る。添加される連鎖移動剤の総量は、１０モルのモノマー当たり１モル～３００モルのモノマー当たり１モル、例えば２０モルのモノマー当たり１モル～１００モルのモノマー当たり１モルの範囲内で、例えば３０モルのモノマー当たりの約１モルの鎖移動剤であり得る。連鎖移動剤の添加時間は、単分散シード粒子を得るために重要である：連鎖移動剤は、重合開始前（すなわちラジカル開始剤の活性化前）に反応混合物中に存在すべきである。従来のＵｇｅｌｓｔａｄプロセスで使用されるシード粒子（例えばポリスチレンシード粒子）に関しては、連鎖移動剤が添加される場合、内容が参照により本明細書に組み込まれるＷＯ２０１０／１２５１７０に教示されているように粒子形成の開始後に添加されるべきであるという、この所見は、驚くべきことである。
有機溶媒は、アルカン成分と芳香族成分との混合物を含み得る。有機溶媒は、単一成分、例えばアルカン成分または芳香族成分を含み得る。アルカン成分は、ヘキサン、ヘプタン、もしくはオクタンであり得るかまたはそれを含み得る。芳香族成分は、Ｃ1～Ｃ10アルキル置換フェニルもしくはＣ1～Ｃ8ジアルキル置換フェニル、例えばＣ1～Ｃ4アルキル置換フェニル、例えばトルエンであり得るかまたはそれを含み得る。有機溶媒が単一成分を含み、その成分が芳香族成分である場合、芳香族成分は、Ｃ4～Ｃ12アルキル置換フェニルまたはＣ2～Ｃ8ジアルキル置換フェニルであり得る。アルカン成分は、ヘプタンであり得、芳香族成分は、トルエンであり得る。アルカン成分および芳香族成分は、約０．５：１～約２０：１の間のアルカン成分：芳香族成分の重量比で存在し得、例えば、アルカン成分：芳香族成分の重量比は、約１：１～約１５：１の間、例えば約１：１～約１０：１の間であり得る。
反応混合物は、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドを約２重量％～約５重量％の量で、安定剤を約１重量％～約５重量％の量で、ラジカル開始剤を約０．０１重量％～約４重量％（例えば、約０．０５重量％～約０．２５重量％）の量で、および連鎖移動剤を約０．０５重量％～約０．２５重量％の量で含み得る。
次いで、単分散シード粒子は、例えば以下に概説されるように、粒子形成プロセスに供され得る。
粒子の調製
本開示は、単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。例えば、Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスは粒子が水中油型乳剤の油相中で形成することを必要とするが、一方ヒドロゲルポリマー粒子および対応する親水性モノマーは（ｌｏｇ Ｐおよび／またはＲ原子によって提供されるように優先的に水に可溶であり得るため、Ｕｇｅｌｓｔａｄプロセスはそのような粒子を直接形成するために使用することができない。本出願者は、油（連続相）系中に水（不連続相）系を使用する粒子形成プロセスを提供する本開示の方法を提供することによってこれに対処した。これは、単分散架橋ポリマー粒子を形成するために使用されてきた最初のそのようなプロセスを表すと考えられる。
本開示は、単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。本方法は、水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この水溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含む、ステップ、有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成するステップであって、有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつこの乳剤に単分散シード粒子を添加するステップ、乳剤中で単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、ならびに膨潤粒子を重合して単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップを含む。以下に説明されるように、この方法は、単一の膨潤ステップおよび単一の重合ステップを含むので、単一段階法と見なすことができる。
最初に水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液を形成し、次いで架橋剤を添加することによって溶液（ａ）は形成され得、架橋剤は、親水性ビニルモノマーの前に添加され得るか、あるいは、親水性ビニルモノマーおよび架橋剤をほぼ同時に溶液に添加され得る。同様に、安定剤およびラジカル開始剤を、ほぼ同時にまたは順次に溶液（ｂ）に添加し得る。
本開示の文脈において、少なくとも５重量％の量の水が有機溶媒と混合されるとき、有機溶媒と水が２つの別々の相に分離すると有機溶媒は水と混和しないと見なされる。
この方法は、油連続相中の水性不連続相を有するシード粒子を膨潤させるステップを含む。単一のステップの膨潤および単一のステップの重合を含むので、一段階プロセスと見なし得るこのプロセスの概略図を、図１（特定のモノマーと共に示す）および図２（より一般的に示す）に提供する。図１および図２に示される方法は、単分散シード粒子１００を膨潤させて膨潤シード粒子１１０を形成するステップと膨潤シード粒子中のモノマーを重合して架橋ヒドロゲルポリマー粒子１２０を形成するステップの２つのステップに便宜上分けられる。第１のステップの前に、油中水乳剤が形成される。油中水乳剤は、例示的なモノマーアクリルアミド１０１、および例示的な架橋剤１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミド１０２を含む水溶液を、立体安定剤を含む油相と混合することによって形成され、乳剤が、水相および油相を撹拌する（例えば撹拌によって）ときに形成される。（非常に）高度に架橋された粒子が望まれる場合、モノマーを架橋剤で置き換えることも可能であり、その結果、油中水乳剤中に存在するモノマーのみが架橋モノマー（すなわち架橋剤、例えば１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミド１０２）である。油中水乳剤はまた、典型的には開始剤を含み、それは油相に添加されていてもよい。開始剤は、活性化すると、モノマーおよび架橋剤の重合を開始する化合物である。単分散シード粒子１００は、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド１３１の非架橋オリゴマーを含み、「活性化したシード粒子」と見なされる。シード粒子１００は、本出願の他の箇所に記載されているように調製され得る。第１のステップにおいて、単分散シード粒子１００を油中水乳剤に添加し、乳剤をある期間中（例えば少なくとも３０分間または少なくとも１時間、典型的には４～４８時間）撹拌する。この期間中、モノマー１０１および架橋剤１０２は、活性化したシード粒子１００中に拡散して、膨潤シード粒子１１０を形成する。膨潤したシード粒子１１０は、少なくともモノマー１０１、架橋剤１０２、および活性化したシード粒子１００からのポリマーの混合物を含む。膨潤シード粒子１１０はまた、他の成分、例えば、油中水乳剤に含まれる場合に粒子に入り込むことがある１つ以上のポロゲンを含んでもよい。例えば、図示の方法では、水もまた、膨潤シード粒子１１０中に存在し、この水はポロゲンと考えられ得る。第２のステップは、モノマー１０１および架橋剤１０２を重合して、架橋ヒドロゲルポリマー粒子１２０を形成することを含む。第２のステップにおいて、重合は、開始剤を活性化することによって、例えば乳剤を加熱することによって開始される。
活性化したシード粒子の提供は、成功したＵｇｅｌｓｔａｄプロセスの重要な特徴である。シード粒子の活性化は、典型的には、乳剤として非常に低い溶解度の有機化合物を添加して、エントロピー的に活性化したシード粒子を生成することによって提供される。しかしながら、本出願者は、驚くべきことに、このさらなる活性化ステップが、例えばシード粒子がポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのオリゴマーを含む場合には、このプロセスにおいて必要ではないと判定した。
膨潤は、粒子形成プロセスにとって重要である。このプロセスでは、モノマーおよび（存在する場合）ポロゲンは、連続相中で限られた溶解度を有することが必要とされる。モノマーおよびポロゲンが連続相において高すぎる溶解度を有する場合、溶解度は、モノマー（および任意のポロゲン）がシードに入り込み、膨潤粒子を形成するのを促進するのに役立たないであろう。他方、モノマー（および任意のポロゲン）が連続相において不十分な溶解度を有する場合、連続相を通るごくわずかな拡散があり、したがって、シードへのモノマーの大量輸送は不可能であり、膨潤粒子の形成を妨げる。溶解度は、ｌｏｇ Ｐを用いて都合よく測定され得る。完全な膨潤までの時間、すなわちすべてのモノマー（および任意のポロゲン）がシード粒子に共局在するまでの時間は、温度、溶解度、および粘度などの要因に大きく依存し、そのため、システムによって異なるであろう。したがって、単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップのための典型的な時間スケールは、３０分～４８時間まで変動するであろう。例えば、単分散シード粒子を膨潤させるステップは、少なくとも３０分間、例えば少なくとも１時間実施され得る。単分散シード粒子を膨潤させるステップは、少なくとも４時間、少なくとも８時間、または少なくとも１２時間実施され得る。膨潤時間の上限は重要であるとは考えられず、例えば、数日、例えば３日または２日の膨潤時間を用いてもよいと考えられる。
単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップは、乳剤を混合すること、例えば実質的にすべての膨潤時間にわたって乳剤を混合することを含み得る。単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップは、約１０℃～約６０℃の温度、例えば約１０℃～約４０℃の温度で、例えば、約１５℃～約３０℃の温度で実施され得る。例えば、混合は、約１０℃～約６０℃の温度、例えば約１０℃～約４０℃の温度で、例えば、約１５℃～約３０℃の温度で実施され得る。
溶液（ａ）は、水溶液中に少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーを含む。水溶液は水であり得る。水溶液は、水および最大５０重量％（例えば最大３０重量％または最大２５重量％、例えば最大２０重量％、任意に最大１０重量％）の水混和性有機溶媒を含み得る。水混和性有機溶媒は、Ｃ1～Ｃ4アルコール、例えば、エタノールまたはメタノール、例えばメタノールであり得る。水混和性有機溶媒は、Ｃ2～Ｃ4ニトリル、例えば、アセトニトリルであり得る。
親水性ビニルモノマーは、置換されていてもよい般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＲ’Ｈを含み得、ここで、ＲはＨまたはアルキルであり（例えば、Ｒは－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）、かつＲ’はＨ、アルキル（例えば－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3）、または官能基（例えば、カルボン酸、ホスホン酸、第１級アミン、または第２級アミン）である。親水性ビニルモノマーは、一般化ビニル基、－ＣＲ＝ＣＨ2を含み得、ここで、Ｒはアルキルである（例えば、Ｒは、－ＣＨ3または－ＣＨ2ＣＨ3である）。親水性ビニルモノマーは、ビニル基、－ＣＨ＝ＣＨ2を含み得る。親水性ビニルモノマーは、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約０．６未満（例えば、約０．５２未満）のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。例えば、モノマーは、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得、例えば、モノマーは、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。モノマーは、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。特に、モノマーは、親水性基も含むビニルモノマー、例えば、アクリルアミドモノマーまたはアクリレートモノマーであり得る。
モノマーは、Ｒ原子に対して特定の値を有し得る。モノマーが、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、およびビニルスルホン酸である場合、特定のＲ原子は、Ｒ原子が２．７５未満であり得る。モノマーが他のモノマークラスのアクリレートである場合、特定のＲ原子は、Ｒ原子が２以下であり得、モノマーは、５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度（例えば、２５℃で）を有する。
方法において使用されるモノマーは、式（Ｉ）の少なくとも１つの化合物であり得、式中、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ1aは、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨ、または－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、
Ｒ1bは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2である、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2である、－Ｓ（Ｏ）2ＯＨである、または、３～８個の環原子を有する複素環でありヘテロ原子がＮ、Ｏ、もしくはＳから選択されるか；あるいは、Ｒ1aまたはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ2は、－ＯＲ3、－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5、または－Ｎ結合アミノ酸から選択され、
Ｒ3は、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、または－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択され、かつ
Ｒ4およびＲ5はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択されるか；または、Ｒ4およびＲ5は、それらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子を有する複素環を形成し、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、もしくはＳから選択される。
本方法において使用されるモノマーは、式（Ｉ）の少なくとも１つの化合物であり得、式中、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、Ｒ1aは、－Ｈまたは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、Ｒ1bは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2、もしくは－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであるか；または、Ｒ1aもしくはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、Ｒ2は、－ＯＲ3または－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5であり、Ｒ3は、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、または－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり、かつＲ4およびＲ5はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択される。
Ｒ3が、－Ｃ1～Ｃ6アルキルまたは－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、アルキルまたはアルコールは、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される。例えば、Ｒ3が－Ｃ1～Ｃ6アルキルまたは－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、アルキルまたはアルコールは、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてＯＲaまたはＣＯ2Ｒaから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、任意にＲaがＨである。
Ｒ4および／またはＲ5が、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、各々は独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される。例えば、Ｒ4および／またはＲ5が、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールである場合、各々は独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてＯＲaまたはＣＯ2Ｒaから選択される１～５個（例えば１、２、３、または４個）の置換基で置換され得、任意にＲaがＨである。
Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3であり得る。Ｒ1は、－Ｈまたは－ＣＨ3であり得る。例えば、Ｒ1は、－Ｈであり得る。Ｒ1は、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり得る。
Ｒ1aは、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3であり得る。Ｒ1aは、－Ｈであり得る。Ｒ1aは、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得る。Ｒ1aは、－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり得る。
Ｒ1bは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得る。Ｒ1bは－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2であり得る。Ｒ1bは－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであり得る。Ｒ1bが－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であるとき、Ｒ1aは、－Ｈであり得る。Ｒ1bが－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であるとき、Ｒ1aは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり得、Ｒ2は任意に－ＯＲ3であり得る。Ｒ1bが－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2であるとき、Ｒ1aは－Ｈであり得、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3（例えば、－Ｈ）であり得る。Ｒ1bが－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであるとき、Ｒ1aは、－Ｈであり得、Ｒ1は、－Ｈ、－ＣＨ3、または－ＣＨ2ＣＨ3（例えば、－Ｈ）であり得る。
Ｒ1bは、３～８個の環原子を有する複素環であり得、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される。Ｒ1bはイミダゾリルであり得る。
Ｒ1aまたはＲ1と組み合わされたＲ1bは、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり得る。
Ｒ2は－ＯＲ3であり得る。Ｒ2は－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5であり得る。Ｒ2は、－ＮＨ2、－ＮＨＣＨ3、－ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－ＮＨ（ＣＨ3）2であり得る。Ｒ2はＮ結合アミノ酸であり得る。Ｎ結合アミノ酸は、アルギニン、ヒスチジン、リジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、グリシン、プロリン、アラニン、β－アラニン、およびメチオニンから選択され得る。
Ｒ3は－Ｈであり得る。Ｒ3は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ3はそれぞれ独立して、各出現において、オキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択され、Ｒaは独立して、各出現において、ＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは、－Ｈである、１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。Ｒ3は、－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり得る。例えば、Ｒ3は、１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり得、前記置換基はそれぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択され、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ4は、－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。Ｒ4は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ4は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ5は、－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。Ｒ5は、－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得る。例えば、Ｒ5は、それぞれ独立して各出現においてオキソ、ハロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１つまたは２つの置換基で置換される－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、Ｒaは独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択され、例えば、Ｒaは－Ｈである。
Ｒ4およびＲ5は、それらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子（例えば、４、５、または６個の環原子）を有しヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される複素環を形成し得る。Ｒ4およびＲ5は、それらが結合している窒素と一緒になって、モルホリノ複素環を形成し得る。
本方法において使用されるモノマーは、式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の少なくとも１つの化合物であり得る。
式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の化合物は、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）または（１ｃ）の化合物は、約０．６未満（例えば、約０．５２未満）のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。例えば、式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐ、例えば式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）は、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の化合物は、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば、約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（１ｃ）の化合物は、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有し得る。
式（Ｉ）または（Ｉａ）の化合物が、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、またはビニルスルホン酸であるとき、化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得るか、または化合物が、アクリレートまたは他のモノマークラスであるとき、２以下のＲ原子および５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度を有し得る。式（Ｉｂ）または（Ｉｃ）の化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得る。
モノマーは、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ3、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ3、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ3）2から選択されるアミド基を含む、少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み得る。モノマーは、第１級アミド基（－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2）を含む、少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み得る。
アクリルアミドモノマーおよび／またはアクリルモノマーが、具体的には、言及され得る。好適なモノマーには、アクリルアミド（プロプ－２－エナミド）、Ｎ－（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ－［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、４－アクリルオリモルホリン、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミド、Ｎ－（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、ヒドロキシプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸；約１未満のｌｏｇ Ｐ値を有する（例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐ値を有する）他のアクリルアミドモノマー、アクリルモノマー、メタクリルアミドモノマー、もしくはメタクリルモノマー；２．７５未満のＲ原子を有する他のアクリルモノマー、もしくはメタクリルアミドモノマー；ならびに２以下のＲ原子および５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度（例えば２５℃で）を有する他のアクリル酸モノマーまたはメタクリル酸モノマーが含まれる。
溶液（ａ）は、６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ａ）は、５５重量％以下または５０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ａ）は、４５重量％以下または４０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも５重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび１５％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、約１０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。
親水性ビニルモノマーは、モノマーの混合物を含み得る。例えば、モノマーは、上で定義された少なくとも１つのモノマーおよび少なくとも１つの相溶性官能性モノマーを含み得る。例示的な官能性モノマーは、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、ホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）、スルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンを含む、本明細書で定義される親水性ビニルモノマーである。例えば、モノマーは、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）もホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）もスルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）も第１級アミンも第２級アミンも含まない、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（Ｉｂ）の少なくとも１つのモノマーと、少なくとも１つのカルボン酸（－ＣＯＯＨ）、ホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）、スルホン酸（－Ｓ（Ｏ）2ＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンを含む（例えば、少なくとも１つのカルボン酸（－ＣＯＯＨ）またはホスホン酸（－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2）を含む）、式（Ｉ）、（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）のモノマーとを含み得る。
官能性モノマーは、約１未満のｌｏｇ Ｐ値（例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐ）を有するビニルモノマーであり得、これは、カルボン酸または第１級アミンを含む。官能性モノマーは、約０．６未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０．５２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。例えば、官能性モノマーは、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得、例えば、官能性モノマーは、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、約－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有するビニルモノマーであり得る。官能性モノマーは、カルボン酸または第１級アミンを含む、式（Ｉ）、（Ｉａ）、または（Ｉｂ）の化合物であり得る。官能性モノマーは、カルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸、または第１級アミンを含む、アクリルアミドモノマーであり得る。官能性モノマーは、カルボン酸、ホスホン酸、またはスルホン酸を含み得、例えば、カルボン酸またはホスホン酸を含み得る。好適な官能性モノマーは、３－アクリルアミドプロピオン酸、４－アクリルアミドブタン酸、５－アクリルアミドペンタン酸、Ｎ－（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、アクリル酸、フマル酸、イタコン酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、および１－ビニルイミダゾールを含む。さらなる好適な官能性モノマーは、無水物、例えば無水マレイン酸または無水イタコン酸を含み、これらは重合後に加水分解されてカルボン酸基を提供し得る。
少なくとも１つの官能性モノマーが存在する場合、官能性モノマーの量は、約０．１～約１００モル％、例えば約０．２～約５０モル％、例えば約０．５～約４０モル％または約１～約３０モル％（例えば、約２～約２０モル％）であり得る。例えば、官能性モノマーの量は、少なくとも約２～約１００モル％、例えば約２～約５０モル％、例えば約４～約４０モル％または約４～約３０モル％（例えば約２～約２０モル％）であり得る。官能性モノマーの量は、約５～約１００モル％、例えば約５～約８０モル％であり得る。モル％は、全親水性ビニルモノマーのモル％として官能性モノマーの量を指し得る。官能性モノマーの量は、約０．１～約６０モル％、例えば約０．２～約５０モル％、例えば約０．５～約４０モル％であり得る。官能性モノマーの量は、約１～約６０重量％、例えば約２～約５０重量％、例えば約２または３～約４０重量％であり得る。官能性モノマーの量は、約０．１～約１０重量％、例えば約０．２～約５重量％、例えば約０．５～約２重量％であり得る。モル％は、溶液（ａ）の全親水性ビニルモノマー（すなわち、水中に少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーを含む溶液）中に含まれる官能性モノマーのモル％を指し得る。
高度に架橋された粒子では、モノマーは、架橋剤であり得るかまたはそれを含み得る。例えば、モノマーは、式（ＩＩａ）もしくは（ＩＩｂ）の少なくとも１つの化合物であり得るかまたはそれを含み得る。
この方法で使用される架橋剤は、少なくとも２つ（例えば２つ）のビニル基（－ＣＨ＝ＣＨ2）を含み得る。この方法で使用される架橋剤は、式（ＩＩａ）または式（ＩＩｂ）の化合物のうちの少なくとも一方であり得、式中、Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルから選択され、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、かつＲ7およびＲ8はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択されるか、またはＲ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、Ｒ9は、－Ｎ（Ｒ11）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2であり、Ｒ10は、－Ｈおよび－Ｎ（Ｒ12）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2から選択され、かつＲ11およびＲ12はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択される。
架橋剤は、式（ＩＩａ）の少なくとも１つの化合物であり得る。架橋剤は、式（ＩＩｂ）の少なくとも１つの化合物であり得る。
Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、およびＲ12は、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個の置換基で置換され得、Ｒaは独立して各出現においてＨ、Ｃ1～Ｃ4アルキル、およびＣ1～Ｃ4アルケニルから選択される。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、および－Ｃ1～Ｃ6エーテル－から選択され得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－および－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－から選択され得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、例えば、－ＣＨ2－、－（ＣＨ2）2－、－（ＣＨ2）3－、または－（ＣＨ2）4－、例えば、－（ＣＨ2）2－であり得る。Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、例えば、－Ｃ（ＯＨ）Ｈ－、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）2－、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）3－、または－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）4－、例えば、－（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）2－であり得る。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－であり得、任意にヘテロ原子はアミン（例えば第３級アミン）である。例えば、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－はヘテロ原子上でＣ（Ｏ）Ｒaによって置換され、任意にヘテロ原子はアミンであり、例えばＲ6は、－ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）ＣＨ2ＣＨ2－であり得る。
Ｒ6がポリエーテルである場合、ポリエーテルは、直鎖または分岐鎖であり得る。Ｒ6は、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含むポリエーテル、例えば、２～５０個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含むポリエーテルであり得る。Ｒ6は、２～１００個のＣ2エーテル単位を含むポリエーテル、例えば、２～５０個のＣ2エーテル単位を含むポリエーテルであり得る。例えば、Ｒ6は、－（ＣＨ2）r（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯ（ＣＨ2）sであり得、ここで、ｒおよびｓはそれぞれ独立して２または３（例えば２）であり、かつｎは１～１００（例えば、５～５０または５～２５）の整数である。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、ポリエーテルを含む架橋剤（例えば、Ｒ6がポリエーテルである場合）は、水相中で卓越した溶解性を有すると考えられる。これは、そのような架橋剤は、架橋の低いレベルを有する粒子（例えば、１～２０重量％の架橋剤、または１～１０重量％の架橋剤）を提供するために使用され得、架橋剤を含むそのようなポリエーテルは、特に、架橋の比較的に高いレベルを含む粒子、例えば、２０重量％超の架橋剤、２５重量％超の架橋剤、または３０重量％超の架橋剤を提供するために適している。例えば、架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。
Ｒ7および／またはＲ8および／またはＲ11および／またはＲ12は、Ｈであり得る。例えば、Ｒ7および／またはＲ8は、Ｈであり得る。例えば、Ｒ11および／またはＲ12は、Ｈであり得る。
Ｒ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し得、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含む。Ｒ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－を形成するとき、Ｒ7およびＲ8によって定義される基は、Ｒ6と同様であり得る。例えば、Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－であり得、かつＲ7およびＲ8は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－であり得る。
Ｒ6は、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルから選択され得、このポリエーテルはまたは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、Ｒ7およびＲ8はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択され得るか、または、Ｒ7およびＲ8は一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し、このポリエーテルは２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、かつＲ11およびＲ12はそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択される。
式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、例えば約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．６未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．５未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。例えば、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．３未満または約０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得、例えば式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０．１未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、約０未満のｌｏｇ Ｐ、例えば約－０．２未満のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、－３．８を超えるｌｏｇ Ｐ、例えば約－３または約－２を超えるｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、０．６～－３のｌｏｇ Ｐを有し得る。式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、０．５～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、０～－２のｌｏｇ Ｐ、例えば、－０．２～－２のｌｏｇ Ｐを有し得る。
式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）の化合物は、２．７５未満のＲ原子を有し得る。
本発明の実施形態では使用される例示的な架橋剤としては、Ｎ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、ピペラジンジアクリルアミド、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４－アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドを含む。例示的な架橋剤Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）（例えば、Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド）は、特に、高度に架橋した粒子、および機械的により安定な粒子、すなわち、少なくとも２０重量％の架橋剤の架橋のレベル（例えば少なくとも３０重量％の架橋剤の架橋のレベル）を有する粒子に使用するのに適している。複数の実施形態はまた、架橋剤の組み合わせの使用も含み得る。
架橋剤は、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、Ｎ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドを含み得る。
架橋剤は、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、化合物であり得る。架橋剤は、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシルもカルボン酸も含まない、式（ＩＩａ）または式（ＩＩｂ）の化合物であり得る。
この方法によって形成された架橋ヒドロゲルポリマー粒子中の架橋のレベルは、重合に使用される全モノマー中に含まれる架橋剤モノマーの重量パーセント（重量％）として表すことができる。架橋の典型的なレベルは、５重量％超の架橋剤、例えば１０重量％超の架橋剤、または１５重量％超の架橋剤、例えば２０重量％超の架橋剤を含む。架橋のレベルはまた、例えば、５～６０重量％の架橋剤、例えば、１０～５０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、例えば、１５～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～３０重量％の架橋剤でもあり得る。したがって、溶液（ａ）は、親水性ビニルモノマーの量の５～６０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の１０～５０％に相当する重量％で架橋剤の量で含み得る。したがって、溶液（ａ）は、例えば親水性ビニルモノマーの量の１５～４０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２０～４０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２０～３０％に相当する重量％で架橋剤の量で含み得る。
架橋のレベルは、例えば高度に架橋された粒子において、３０重量％超の架橋剤または４０重量％超の架橋剤（例えば、５０重量％超の架橋剤）であり得る。架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。高度に架橋された粒子において、架橋のレベルは、１００重量％までの架橋剤であり得、例えば、親水性ビニルモノマーは、架橋剤であり得、例えば、親水性ビニルモノマーおよび架橋剤は、同じ化合物であり得る。したがって、溶液（ａ）は、親水性ビニルモノマーの量の２０～８０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２５～６０％に相当する重量％で架橋剤の量で含み得る。
特定の親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド（プロプ－２－エナミド）を言及され得るため、そのためには１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミドは、好適な架橋剤である。特定の親水性ビニルモノマーが、ヒドロキシメチルアクリルアミドを言及され得るため、そのためにはＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドは、好適な架橋剤である。特定の親水性ビニルモノマーが、ヒドロキシエチルアクリルアミドを言及され得るため、そのためにはＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドは、好適な架橋剤である。さらなる特定の親水性ビニルモノマーおよび架橋剤を、表１に列挙する。
安定剤は、非イオン性界面活性剤、例えば、非イオン性ポリマー界面活性剤であり得るかまたはそれを含み得る。非イオン性界面活性剤は、少なくとも１つのオリゴマー界面活性剤を含み得る。例えば、非イオン性界面活性剤は、オリゴマー界面活性剤を含み得る。非イオン性ポリマーまたはオリゴマー界面活性剤は、少なくとも１つのポリエチレンオキシ基または少なくとも１つのポリプロピレンオキシ基を含み得る。非イオン性ポリマー界面活性剤は、少なくとも１つのポリエチレンオキシ基を含み得る。非イオン性オリゴマー界面活性剤は、少なくとも１つのポリエチレンオキシ基または少なくとも１つのポリプロピレンオキシ基を含み得る。安定剤は、ハイパーマー２２９６、Ａｂｉｌ ＷＥ０９、Ａｂｉｌ ＥＭ９０、およびソルビタンモノオレエート（Ｓｐａｎ８０）から選択され得るかまたはそれらを含み得る。
重合は、ラジカル開始剤を活性化することを含み得る。ラジカル開始剤は、典型的には加熱により活性化されて重合反応を開始させるラジカルを形成するが、他の活性化方法、例えば、放射線を使用してもよい。ラジカル開始剤を活性化することは、膨潤粒子を含む乳剤を加熱することを含み得る。加熱は、典型的には、乳剤を、単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップが行われる温度を超える温度に加熱することを含む。加熱は、少なくとも４０℃の温度、例えば少なくとも５０℃の温度、例えば少なくとも６０℃の温度または少なくとも７０℃の温度に加熱することを含み得る。
ラジカル開始剤は、過酸化物開始剤またはアゾ開始剤であり得るかまたはそれらを含み得る。例えば、ラジカル開始剤は、過酸化物開始剤であり得る。例えば、ラジカル開始剤は、アゾ開始剤であり得る。例示的なラジカル開始剤は、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリルである。例示的なラジカル開始剤は、２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）である。ラジカル開始剤は、溶液（ａ）中に存在し得る。ラジカル開始剤は、溶液（ｂ）中に存在し得る。ラジカル開始剤は、乳剤中に約０．１重量％～約１．５重量％の量で存在し得る。例えば、ラジカル開始剤は、約０．６重量％～約１．２重量％の量で乳剤中に存在し得、例えば、ラジカル開始剤は、乳剤中に約０．８％の量で乳剤中に存在し得る。
単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法において使用される有機溶媒は、脂肪族炭化水素、脂肪族カーボネート、脂肪族エステル、脂肪族エーテル、芳香族炭化水素、もしくはシリコーン、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み得る（またはそれらからなり得る）。例えば、有機溶媒は、脂肪族炭化水素、脂肪族カーボネート、脂肪族エステル、脂肪族エーテル、芳香族炭化水素、およびシリコーンのうちの少なくとも２つを含み得る（またはそれらからなり得る）か、あるいは、有機溶媒は、脂肪族炭化水素、脂肪族カーボネート、脂肪族エステル、脂肪族エーテル、芳香族炭化水素、およびシリコーンのうちの少なくとも３つを含み得る（またはそれらからなり得る）。有機溶媒は、ヘプタンおよびトルエンの混合物を含み得る（またはそれからなり得る）。有機溶媒は、脂肪族炭化水素の混合物を含み得る（またはそれからなり得る）。有機溶媒は、ビス（２－エチルヘキシル）カーボネートを含み得る（またはそれからなり得る）。有機溶媒は、ビス（２－エチルヘキシル）カーボネート、脂肪族炭化水素、および芳香族炭化水素を含み得る（またはそれらからなり得る）。有機溶媒は、ビス（２－エチルヘキシル）アジペートを含み得る（またはそれからなり得る）。
油中水乳剤（ｃ）に添加される単分散シード粒子は、本明細書に開示される単分散シード粒子を調製する方法に従って形成された単分散シード粒子の特徴を有し得る。油中水乳剤（ｃ）に添加される単分散シード粒子は、本明細書に開示される単分散シード粒子を調製する方法に従って形成された単分散シード粒子であり得る。単分散シード粒子は、本開示の単分散シード粒子、例えば本発明の単分散シード粒子であり得る。
一実施形態では、本発明は、単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法を提供する。本方法は、水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この水溶液がまた連鎖移動剤も含む、ステップ、有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成するステップであって、有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつこの乳剤に単分散シード粒子を添加するステップ、乳剤中で単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、膨潤粒子を重合して単分散ポリマー粒子を形成するステップ、有機溶媒中の安定剤の溶液（ｄ）を形成するステップであって、有機溶媒が水に混和しない、ステップ、水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ｅ）を形成するステップであって、この水溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含み、溶液（ｄ）および溶液（ｅ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、ステップ、溶液（ｄ）および（ｅ）を混合して油中水乳剤（ｆ）を形成し、かつこの乳剤に単分散ポリマー粒子を添加するステップ、乳剤中で単分散ポリマー粒子に膨潤ポリマー粒子を形成させるステップ、ならびに膨潤ポリマー粒子を重合して単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップを含む。以下に説明するように、この方法は、第１の膨潤ステップと第１の重合ステップと、それに続く第２の膨潤ステップと第２の重合ステップとを含むので、二段階法と考えることができる。一段階法と比較して、二段階法は、大きな単分散架橋ヒドロゲル架橋ポリマー粒子を提供することができる。
一段階法と同様に、二段階法は、油連続相中の水性不連続相を有するシード粒子を膨潤させるステップを含む。二段階の膨潤および二段階の重合を含むので、二段階法と見なすことができるこの方法の概略図を、図３（特定のモノマーと共に示す）および図４（より一般的に示す）に提供する。図３および図４に示される方法は、単分散シード粒子１００をモノマー１０３および連鎖移動剤１０５で膨潤させて膨潤（単分散）シード粒子１１０を形成するステップと、膨潤シード粒子中のモノマーを重合して（非架橋）親水性ポリマー粒子１３０を形成するステップと、親水性ポリマー粒子をモノマー１０３および架橋剤１０２で膨潤させて膨潤親水性ポリマー粒子１４０を形成するステップと、ヒドロゲルポリマー粒子中のモノマーを重合して架橋ヒドロゲルポリマー粒子１５０を形成するステップの４つのステップに便宜上分けられる。第１のステップの前に、油中水乳剤が形成される。油中水乳剤は、モノマー、例えば、ヒドロキシメチルアクリルアミド１０３、および連鎖移動剤、例えば、１－チオグリセロール１０５を含む水溶液を、立体安定剤を含む油相と混合することによって形成され、乳剤が、水相および油相を撹拌する（例えば撹拌によって）ときに形成される。油中水乳剤はまた、典型的には開始剤を含み、油相および／または水相に添加されていてもよい。開始剤は、活性化すると、モノマーの重合を開始する化合物である。単分散シード粒子１００は、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド１３１の非架橋オリゴマーを含み、「活性化したシード粒子」と見なされる。シード粒子１００は、本出願の他の箇所に記載されているように調製され得る。
第１のステップにおいて、単分散シード粒子１００を油中水乳剤に添加し、乳剤をある期間中（例えば少なくとも３０分間または少なくとも１時間、典型的には４～４８時間）撹拌する。この期間中、モノマー１０３および連鎖移動剤１０５は、活性化したシード粒子１００中に拡散して、膨潤シード粒子１１０を形成する。膨潤シード粒子１１０は、少なくともモノマー１０３、連鎖移動剤１０５、および活性化したシード粒子１００からのポリマーの混合物を含む。膨潤シード粒子１１０はまた、他の成分、例えば、油中水乳剤に含まれる場合に粒子に入り込むことがある１つ以上のポロゲンを含んでもよい。例えば、図示の方法では、水もまた、膨潤シード粒子１１０中に存在し、この水はポロゲンと考えられ得る。第２のステップは、モノマー１０３を重合して、（非架橋）親水性ポリマー粒子１３０を形成することを含む。第２のステップにおいて、重合は、開始剤を活性化することによって、例えば乳剤を加熱することによって開始される。連鎖移動剤１０５の存在は、ヒドロゲルポリマー粒子中にポリヒドロキシメチルアクリルアミド１３２の比較的短いポリマー（例えばオリゴマー）をもたらす。架橋の欠如と組み合わされたこれらの比較的短いポリマーは、親水性ポリマー粒子１３０がさらなるラウンドの膨潤および重合に適しているより大きな「活性化したシード粒子」として作用し得ることを意味する。親水性ポリマー粒子は、ポリヒドロキシメチルアクリルアミド１３２のポリマーの架橋されていない比較的短いポリマー、ならびにポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド１３１の架橋されていない（典型的にはより少ない）オリゴマー１３１を含む。
第３のステップの前に、油中水乳剤が形成される。油中水乳剤は、モノマー、例えば、ヒドロキシメチルアクリルアミド１０３、および連鎖移動剤、例えば、１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミド１０２を含む水溶液を、立体安定剤を含む油相と混合することによって形成される。（非常に）高度に架橋された粒子が望まれる場合、モノマーを架橋剤で置き換えることも可能であり、その結果、油中水乳剤中に存在するモノマーのみが架橋モノマー（すなわち架橋剤）である。油中水乳剤はまた、典型的には開始剤を含み、それは油相または水相のいずれかに添加されていてもよい。開始剤は、活性化すると、モノマーおよび架橋剤の重合を開始する化合物である。第３のステップ（２回目の膨潤）では、親水性ポリマー粒子１３０を、油中水乳剤に添加し、乳剤をある期間中（例えば、少なくとも３０分間または少なくとも１時間、典型的には４～４８時間）撹拌する。この期間中、モノマー１０３および架橋剤１０２は、親水性ポリマー粒子１３０中に拡散して、膨潤ヒドロゲルポリマー粒子１４０を形成する。膨潤した親水性ポリマー粒子１４０は、少なくともモノマー１０３、架橋剤１０２、および親水性ポリマー粒子１３０からのポリマーの混合物を含む。膨潤ヒドロゲルポリマー粒子１４０はまた、他の成分、例えば、油中水乳剤に含まれる場合に粒子に入り込むことができる１つ以上のポロゲンを含んでもよい。例えば、図示の方法では、水もまた、膨潤シード粒子１１０中に存在し、この水はポロゲンと考えられ得る。第４のステップは、モノマー１０３および架橋剤１０２を重合して、架橋ヒドロゲルポリマー粒子１０４を形成することを含む。第４のステップにおいて、重合は、開始剤を活性化することによって、例えば乳剤を加熱することによって開始される。
モノマー、連鎖移動剤、ラジカル開始剤、安定剤、架橋剤、有機溶媒、および任意のポロゲンはそれぞれ、本明細書の他の箇所で定義されたとおりであり得る。モノマーは、ヒドロキシメチルアクリルアミドもしくはヒドロキシエチルアクリルアミドであり得るかまたはそれを含み得る。連鎖移動剤は、１－チオグリセロールであり得るかまたはそれを含み得る。ラジカル開始剤は、アゾビスジメチルバレロニトリル、例えば、２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）であり得るかまたはそれを含み得る。安定剤は、ハイパーマー２２９６、Ａｂｉｌ ＷＥ０９、およびＡｂｉｌ ＥＭ９０であり得るかまたはそれらを含み得る。架橋剤は、１，２－ジヒドロキシビスアクリルアミドまたはＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドであり得る。
溶液（ａ）は、６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ａ）は、５５重量％以下または５０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ａ）は、４５重量％以下または４０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも５重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ａ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび１５％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ａ）は、約１０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。
溶液（ｅ）は、６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ｅ）は、５５重量％以下または５０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。例えば、溶液（ｅ）は、４５重量％以下または４０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも５重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび５０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、少なくとも８重量％の親水性ビニルモノマーおよび３０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み得る。溶液（ｅ）は、少なくとも２％重量％（例えば５重量％）の親水性ビニルモノマーおよび１５％以下の親水性ビニルモノマーを含み得、例えば、溶液（ｅ）は、約１０重量％の親水性ビニルモノマーを含み得る。
高度に架橋された粒子では、溶液（ｅ）の親水性ビニルモノマーは、架橋剤であり得るかまたはそれを含み得る。例えば、モノマーは、式（ＩＩａ）もしくは（ＩＩｂ）の少なくとも１つの化合物であり得るかまたはそれを含み得る。
この方法によって形成された架橋ヒドロゲルポリマー粒子中の架橋のレベルは、重合（すなわち第２の重合ステップで）で使用される全モノマー中に含まれる架橋剤モノマーの重量パーセント（重量％）として表すことができる。架橋剤モノマーの重量％は、マトリックスポリマー中の架橋剤の重量％（すなわち、架橋ポリマー粒子の乾燥重量中の架橋剤の重量％）に相当し得る。架橋の典型的なレベルは、５重量％超の架橋剤、例えば１０重量％超の架橋剤、または１５重量％超の架橋剤、例えば２０重量％超の架橋剤（例えば３０重量％超の架橋剤）を含む。架橋のレベルはまた、例えば、５～６０重量％の架橋剤、例えば、１０～５０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、例えば、１５～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～４０重量％の架橋剤、例えば、２０～３０重量％の架橋剤でもあり得る。架橋のレベルは、２０～８０重量％の架橋剤または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤、例えば高密度粒子であり得る。したがって、溶液（ｅ）は、親水性ビニルモノマーの量の５～６０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の１０～５０％に相当する重量％で架橋剤の量を含み得る。したがって、溶液（ｅ）は、例えば親水性ビニルモノマーの量の１５～４０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２０～４０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２０～３０％に相当する重量％で架橋剤の量で含み得る。
架橋のレベルは、例えば高度に架橋された粒子において、３０重量％超の架橋剤または４０重量％超の架橋剤（例えば、５０重量％超の架橋剤）であり得る。架橋のレベルは、１０～９０重量％の架橋剤、２０～８０重量％の架橋剤または２５～７５重量％の架橋剤、例えば２５～６０重量％の架橋剤または３０～５０重量％の架橋剤であり得る。高度に架橋された粒子において、架橋のレベルは、１００重量％までの架橋剤であり得、例えば、溶液（ｅ）中の親水性ビニルモノマーは、架橋剤であり得、例えば、親水性ビニルモノマーおよび架橋剤は、同じ化合物であり得る。溶液（ｅ）は、親水性ビニルモノマーの量の２０～８０％、例えば親水性ビニルモノマーの量の２５～６０％に相当する重量％で架橋剤の量を含み得る。
ラジカル開始剤は、それぞれのまたは少なくとも１つの乳剤中に約０．１重量％～約１．５重量％の量で存在し得る。例えば、ラジカル開始剤は、それぞれのまたは少なくとも１つの乳剤中に約０．６重量％～約１．２重量％の量で存在し得、例えば、ラジカル開始剤は、それぞれのまたは少なくとも１つの乳剤中に、それぞれのまたは少なくとも１つの乳剤中に約０．８重量％の量で存在し得る。
連鎖移動剤の添加は、成長するポリマー鎖のフリーラジカルと反応して鎖を停止させ、孤立電子を連鎖移動剤から誘導されたラジカル種に移動させることによって単分散ポリマー粒子のポリマーの分子量を減少させる。次いで、連鎖移動剤から誘導されたラジカル種は、モノマーと反応してモノマーからラジカルを形成し、それは、次いで別のモノマーと反応して新しいポリマー鎖の形成を開始することができる。連鎖移動試薬は、チオールまたはハロアルカンであり得る。例えば、連鎖移動剤は、チオール（例えば、１－チオグリセロール、１－オクタンチオール、ヘキサンチオール、６－メルカプト－１－ヘキサノール、およびベンジルチオール）、アルキルチオール（例えば、１－オクタンチオール、ヘキサンチオール）、ならびにチオールポリオール（例えば、１－チオグリセロール）から選択され得る。連鎖移動剤は、１－チオグリセロールであり得るかまたはそれを含み得る。添加される連鎖移動剤の総量は、１０モルのモノマー当たり１モル～３００モルのモノマー当たり１モル、例えば２０モルのモノマー当たり１モル～１００モルのモノマー当たり１モルの範囲内で、例えば３０モルのモノマー当たりの約１モルの鎖移動剤であり得る。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、多孔性であり得る。例えば、形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、少なくとも５％、例えば少なくとも１０％の多孔率を有し得る。本開示は、２０％～９５％、特に３０％～９０％、例えば４０％～９０％、例えば５０％～８０％の多孔率を有する多孔性単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子を含む。形成された多孔性単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、溶媒和分子に対して透明であり得、例えば、多孔性単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、オリゴヌクレオチドおよび核酸増幅試薬ならびに配列決定試薬（例えば、プライマー、ヌクレオチド、およびポリメラーゼ）に対して透明であり得る。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、０．５μｍ～１０μｍ、例えば０．５μｍ～５μｍのモード径を有し得る。形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、少なくとも１μｍの直径を有する粒子の場合のように、少なくとも５００ｎｍ、例えば少なくとも６００ｎｍ、任意に少なくとも８００ｎｍのモード径を有し得る。本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、２μｍ以下の直径を有する粒子の場合のように、１０μｍ以下、例えば、５μｍ以下、任意に３μｍ以下のモード径を有し得る。本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子のサイズおよびサイズ分布は、「分析方法」の見出しの下に以下に記載されるように決定され得る。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、２０％未満、例えば１５％未満のＣＶを有し得る。例えば、粒子は、１０％未満のＣＶ、８％未満のＣＶ、例えば５％未満のＣＶなどを有し得る。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、官能基を含み得る。官能基は、ヒドロキシル、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択され得る。一実施形態では、官能基は、親水性ビニルモノマー（例えば、式（Ｉ）の化合物）によって提供され、架橋剤（例えば、式（ＩＩａ）または式（ＩＩｂ）の化合物）によっては提供されない。官能基は、標的分析物（例えば、オリゴヌクレオチド）または標的受容体との結合を促進するために増強され得る。粒子の官能基を増強する例示的な方法は、本明細書中の「粒子の使用」に関するセクションに記載されている。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、粒子に結合したオリゴヌクレオチドを含み得る。オリゴヌクレオチドは、リンカーを介して単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子に結合させ得る。例えば、単分散ヒドロゲルポリマー粒子（またはその一部の）のそれぞれは、粒子に結合させた複数のオリゴヌクレオチドを含み得る。複数のオリゴヌクレオチドは、各個々の架橋ヒドロゲルポリマー粒子について同一であり得る。例えば、第１の架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、第１の粒子に結合させた第１の配列を有する複数のオリゴヌクレオチドを含み得、第２の架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、第２の架橋ヒドロゲルポリマー粒子に結合させた第２の配列を有する複数のオリゴヌクレオチドを含み得る。単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子が多孔性である場合、オリゴヌクレオチドは、粒子の外側表面に結合させ得るか、または細孔の内側に結合させ得る。細孔は、ポリメラーゼがオリゴヌクレオチドに結合している場合でも、オリゴヌクレオチドが細孔内に部分的にまたは全体的に位置し得るように、粒子をオリゴヌクレオチドに対して透明にするのに十分な大きさであり得る。
本発明の方法に従って形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、水溶液の典型的な温度範囲にわたって水溶液中で安定であり得る（すなわちポリマー分解に耐性があり得る）。形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、約１００℃までの温度で安定であり得る。例えば、形成された単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子は、約０℃～約１００℃の温度範囲内で安定であり得る。
本発明の一実施形態は、本明細書に記載の調製プロセスによって得られる、またはそれによって得られる粒子の特徴を有する粒子を提供する。
本明細書に記載されているポリマー粒子形成プロセスは、高度に再現性があり、かつ拡張性があるように実施され得る。したがって、本発明は、バッチ間およびバッチ内での一貫性を可能にすることができ、これは工業用途には必須条件である。本発明はまた、少なくとも３００ｇのパイロット規模のバッチならびにキログラム規模の工業用バッチの製造も可能にし得る。
本明細書に記載のポリマー粒子形成プロセスは、実際には乳化重合、例えば粒子の凝集および生成物の変動に伴って起こり得る問題なく一貫して実施することができる。
磁性粒子の調製
一実施形態では、単分散ヒドロゲルポリマー粒子と磁性材料または磁性材料前駆体とを含む水性懸濁液を形成するステップを含む、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法が提供される。磁性材料前駆体は、存在する場合、磁性材料に変換される。磁性材料をポリマー粒子と会合させる。磁性材料前駆体は、例えば、単分散ヒドロゲルポリマー粒子とＦｅ2+および／またはＦｅ3+イオンとを含むｐＨ６未満の水性懸濁液を形成することによって提供され得、これは、ｐＨを８超まで上昇させることおよび磁性材料を沈殿させることによって磁性材料に変換することができる。単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、本明細書に開示されている単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法に従って作製され得る（例えば作製される）。
ｐＨ６未満の水性懸濁液は、Ｆｅ2+およびＦｅ3+イオンを含み得る。ｐＨ６未満の水性懸濁液は、ＦｅＣｌ2およびＦｅＣｌ3を含み得る。ｐＨ６未満の水性懸濁液は、Ｆｅ2+およびＦｅ3+イオンを含み得、これは、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、もしくはＳｎ、またはそれらの組み合わせから選択される金属の多価カチオンも含み得る。水性懸濁液がＡｌ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、もしくはＳｎまたはそれらの組み合わせから選択される金属の多価カチオンを含む場合、多価カチオンの量は、Ｆｅ2+およびＦｅ3+イオンの量の最大５モル％を含み得る。
ｐＨを８超まで上昇させることは、水性懸濁液へのアンモニア（例えば、アンモニア水）の添加を含み得る。
磁性材料は、ナノ粒子磁性材料および／または超常磁性材料として沈殿し得る。磁性材料は、常磁性材料として沈殿し得る。磁性材料は、超常磁性材料として沈殿し得る。磁性材料は、強磁性材料、フェリ磁性材料、またはその両方として沈殿し得る。単分散ヒドロゲルポリマー粒子が多孔性である場合、磁性材料は細孔内に沈殿し得、例えば、磁性材料は超常磁性材料として細孔内に沈殿し得る。
プロセスによって形成される単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子中に存在する磁性材料の総量は、一般に２０％を超え、好ましくは２５％を超え、望ましくは３０％以上、例えば最大８５重量％または少なくとも５０重量％、例えば３０～８０重量％である。百分率は、粒子の全乾燥重量に基づいて磁性材料（例えば、金属酸化物）の重量に対して計算された重量百分率である。磁性材料が超常磁性材料からなる場合、存在する超常磁性材料の総量は、２０％を超え、好ましくは２５％を超え、望ましくは３０％以上、例えば最大８５重量％または少なくとも５０重量％、例えば３０～８０重量％であり得、この百分率は、それぞれ、粒子の全乾燥重量に基づいて磁性材料（例えば、金属酸化物）の重量に対して計算された重量百分率である。
コーティングされた粒子の調製
一実施形態では、コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法が提供され、本方法は、単分散ヒドロゲルポリマー粒子と、少なくとも１つのエポキシドまたは少なくとも１つのシリケートまたは少なくとも１つのオルトシリケートとを含む懸濁液を形成するステップ、および、少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を粒子の表面官能基と反応させるか、または、シリケートもしくはシランを反応させてシリカコーティングを形成するステップを含む。単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、本明細書に開示されている単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法に従って作製され得る。単分散ヒドロゲルポリマー粒子は、本明細書に開示されている単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法に従って作製され得る。
一実施形態では、本方法は、少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を粒子の表面官能基と反応させるステップを含む。懸濁液は、有機溶媒（例えば、有機ニトリル、例えばアセトニトリル、またはアルコール、例えばイソプロパノール）を含み得る。反応は、グラフト化反応を含み得る。少なくとも１つのエポキシドモノマーは、エポキシドモノマー、例えば、少なくとも２つまたは少なくとも３つのエポキシドモノマーの混合物を含み得る。少なくとも１つのエポキシドモノマー（またはエポキシドモノマーの混合物）は、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、イソプロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル（１，４－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ブタン）、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリシドール、およびグリシジルメタクリレート、エチルヘキシルグリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、グリセロールプロポキシレートトリグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，３ブチレンジオールジグリシジルエーテル、ｔｅｒｔブチルグリシジルエーテル、１，４シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ドデシルグリシジルエーテル、Ｏ－（２，３エポキシプロピル）－Ｏ’－メチルポリエチレングリコールグリシジルエーテル、グリシジルテトラフルオロエチルエーテル、１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、オクチルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ポリ（エピクロロヒドリン－コ－エチレンオキシド－コ－アリルグリシジルエーテル）、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン、トリグリシジルエーテル、ｔｅｒｔ－ブチルジメチルシリルグリシジルエーテル、１，２－エポキシブタン、１，２－エポキシペンタン、１，２－エポキシ－５－ヘキセン、１，２－エポキシ－ヘキサン、１，２－エポキシ－７－オクテン、１，２－エポキシオクタン、１，２，７，８－ジエポキシオクタン、１，２－エポキシ－９－デセン、１，２－エポキシデカン、１，２－エポキシドデカン、１，２－エポキシテトラデカン、またはそれらの組み合わせから選択され得る。少なくとも１つのエポキシドモノマー（またはエポキシドモノマーの混合物）は、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、グリシドール、グリシジルメタクリレート、またはそれらの組み合わせから選択され得る。単分散ヒドロゲルポリマー粒子：少なくとも１つのエポキシドモノマーの質量の比は、１：１０～１０：１の範囲であり得る。
表面官能基は、アミンを含み得る。アミンは、単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法において使用される官能性モノマーに由来し得るか、またはアミンは、標準的な化学を使用して導入され得る。例えば、ポリマー粒子の（非アミン）官能基は、官能基を求核または求電子置換を受け得る反応性部分に変換することができる試薬で修飾することができ、アミンは、求核試薬または求電子試薬を含む好適な試薬の選択によって導入される。
一実施形態では、本方法は、シリケートまたはシランを反応させてシリカコーティングを形成するステップを含む。ヒドロゲルポリマー粒子は、酸化鉄結晶（例えば、ヒドロゲルポリマー粒子は、酸化鉄結晶を含む磁性材料を含み得る）および／またはヒドロキシ基を含み得る。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、ヒドロゲルポリマー粒子中の酸化鉄結晶および／またはヒドロキシ基の存在がシリカコーティングの形成を促進すると考えられる。
一実施形態では、本方法は、シリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップを含む。シリケートは、メタシリケート、例えばＮａ2ＳｉＯ3であり得る。懸濁液は、水性溶媒を含み得る（例えば、溶媒は水であり得る）。シリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップは、懸濁液のｐＨを約１１未満（例えば、１１、１０、または７未満）に下げることを含み得る。単分散ヒドロゲルポリマー粒子：シリケートの質量の比は、１：１０～１０：１の範囲であり得る。
一実施形態では、本方法は、シランを反応させてシリカコーティングを形成するステップを含む。シランは、有機シラン、例えばオルトケイ酸テトラエチルであり得る。懸濁液は、有機溶媒を含み得、例えば溶媒は、ジプロピレングリコールジメチルエーテルであり得るかまたはそれを含み得る。オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成することは、懸濁液の温度を少なくとも８０℃（例えば、少なくとも９０℃または１００℃の温度）まで上昇させることを含み得る。オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成することは、懸濁液の温度を８０℃～１５５℃の範囲内の温度、例えば１００℃～１５０℃の温度、例えば１１０℃～１５０℃の温度（例えば、約１３０℃の温度）まで上昇させることを含み得る。単分散ヒドロゲルポリマー粒子：オルトシリケートの質量の比は、１：１０～１０：１の範囲であり得る。
粒子の使用
粒子は、多くの用途、例えば、ポリヌクレオチド配列決定、バイオアッセイ法、情報保存、カラーイメージング、インビトロ診断、バイオプロセシング、診断微生物学、バイオセンサー、および薬物送達に使用することができる。磁性材料を含むポリマー粒子は、磁場の適用によって磁性材料が粒子（およびそれに結合したもの）をバルク溶液から分離することを可能にするので、アッセイ法において特に有用である（例えば、ポリマー粒子が親和性リガンドなどの標的分析物とコンジュゲートされる場合）。
ポリマー粒子は、ポリヌクレオチドまたは他の親和性リガンドなどの標的分析物とのコンジュゲーションを容易にするために活性化することができる。親和性リガンドには、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、抗体フラグメント、核酸、オリゴヌクレオチド、タンパク質、オリゴペプチド、多糖、糖、ペプチド、ペプチドをコードする核酸分子、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー（ＩＭＡＣ）剤、抗原、薬物、および他のリガンドが含まれる。親和性リガンドが臨床的に目的とする場合、親和性リガンドにコンジュゲートされたポリマー粒子は、インビトロ診断に有用であり得る。以下に記載される方法に加えて、活性化およびバイオコンジュゲーションの好適な方法は、Ｇ．Ｔ．Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０１３（３rdＥｄｉｔｉｏｎ），Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓに記載されており、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
例えば、ポリマー粒子上の官能基を増強して、標的分析物または分析物受容体との結合を可能にすることができる。特定の例では、ポリマー粒子の官能基は、官能基を求核置換または求電子置換を受けることができる反応性部分に変換することができる試薬で修飾することができる。例えば、ポリマー粒子上のヒドロキシル基は、ヒドロキシル基の少なくとも一部をスルホネート基または塩素で置き換えることによって活性化することができる。例示的なスルホネート基は、トレシル、メシル、トシル、もしくはトシルクロリド、またはそれらの任意の組み合わせから誘導することができる。スルホネートは、求核試薬がスルホネートに置換されるように作用し得る。スルホネートは、遊離した塩素とさらに反応して、粒子を結合するためのプロセスにおいて使用することができる塩素化基を提供することができる。別の例では、ポリマー粒子がアミン基またはカルボン酸基を（例えば官能性モノマーから）含む場合、アミン基またはカルボン酸基は活性化することができる。
例えば、標的分析物または分析物受容体は、スルホネート基または他の活性化基との求核置換を介してポリマー粒子に結合することができる。特定の例では、アミンまたはチオールなどの求核試薬で終結する標的分析物受容体は、求核置換を受けてポリマー粒子の表面上のスルホネート基を置換することができる。活性化の結果として、コンジュゲートされた粒子を形成することができる。
求核試薬で終結するそのような標的分析物受容体の例は、ストレプトアビジンであり、これは多くの異なるアッセイ法に理想的に適している。例えば、ストレプトアビジンがコンジュゲートされた粒子に結合したビオチン化一本鎖オリゴヌクレオチドプローブを用いて、配列特異的ＤＮＡを単離することができる。ビオチン化プローブは、適量のポリマー粒子を過剰のビオチン化プローブと混合することによってコンジュゲートされた粒子に結合される。次いで、粒子／プローブを、プローブおよびＤＮＡの長さおよび配列に適した条件下で、ハイブリダイゼーション緩衝液、例えばＳＳＰＥまたはＳＳＣ中でＤＮＡ試料とインキュベートする。磁性ポリマー粒子を使用する場合、ポリマー粒子の磁気特性を利用して、過剰で望ましくないＤＮＡを洗い流す。捕捉されたＤＮＡは、ＰＣＲまたは任意の他の好適な技術によって検出／定量化することができる。例えば、ストレプトアビジンがコンジュゲートされたポリマー粒子に結合したビオチン化二本鎖ＤＮＡ断片を用いて、ＤＮＡ配列特異的結合タンパク質を単離することができる。ビオチン化ＤＮＡは、適量のビーズを過剰のビオチン化ＤＮＡ断片と混合することによってコンジュゲートされたポリマー粒子にコンジュゲートされる。次いで、粒子／ＤＮＡを、調査中のタンパク質に適した条件下で、ハイブリダイゼーション緩衝液中でタンパク質試料とインキュベートする。磁性ポリマー粒子を使用する場合、ポリマー粒子の磁気特性を利用して、過剰で望ましくないタンパク質を洗い流す。捕捉されたタンパク質は、下流の用途および検出のために（高塩、低塩、熱、低ｐＨなどによって）プローブから溶出することができる。
別の例では、スルホン化粒子を、マレイミドなどの求電子基を含むオリゴヌクレオチドのための求核活性を維持しながら、粒子への結合を形成することができる単官能性または多官能性の単または多求核試薬とさらに反応させることができる。さらに、残留求核活性は、求電子基を含むオリゴヌクレオチドに後で結合することになる多求電子基を含む試薬への結合によって求電子活性に変換することができる。
別の例では、官能基を含有するモノマー（官能性モノマー）は、重合中にモノマーの混合物中に含まれ得る。官能性モノマーは、例えば、カルボン酸、ホスホン酸、スルホン酸、エステル、ハロゲン、または他のアミン反応性基を含むアクリルアミドを含むことができる。エステル基は、アミンオリゴヌクレオチドまたは他のアミン含有親和性リガンドとの反応の前に加水分解され得る。
例示的なアミン含有親和性リガンドは、式：
の化合物であり、式中、各Ｒは独立して、水素または保護基であり、ＸはＣ2～Ｃ20アルキレンリンカー（例えばＣ5またはＣ6アルキレン）を表す。この親和性リガンドは、カルボキシメチル化アスパルテート（Ｃｍ－Ａｓｐ）基を提供し、これは粒子（ＭＰＰ）に結合し、脱保護され（Ｒが保護基である場合）、かつ金属イオンと錯化してＩＭＡＣ剤を形成し得る。
したがって、このリガンドは、組換えタンパク質中のヒスチジンタグまたは天然のタンパク質もしくはペプチド中の金属タンパク質活性部位に存在するＨｉｓ、Ｃｙｓ、Ｍｅｔ、Ｇｌｎ、Ａｓｎ、Ｌｙｓ、もしくはＴｙｒ残基に結合する能力、およびリン酸化タンパク質もしくはペプチドに結合する能力を提供する。アッセイ法における（例えば磁性ポリマー粒子を用いた）この親和性リガンドの生成、コンジュゲーション、および使用は、ＵＳ２０１０／０２２２５０８Ａ１に記載されており、この内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
他の活性化化学は、特定の所望の連結に適応するように特定の官能基を変換するための複数のステップを組み込むことを含む。例えば、スルホネート修飾ヒドロキシル基は、いくつかの方法によって求核基に変換することができる。一例では、スルホネートとアジドアニオンとの反応により、アジド置換親水性ポリマーが得られる。アジドは、銅触媒を用いてまたは用いずに行うことができる「ＣＬＩＣＫ」化学を介してアセチレン置換生体分子に直接コンジュゲートするために使用することができる。任意に、アジドは、例えば、水素による接触還元または有機ホスフィンによる還元によってアミンに変換することができる。次いで、得られたアミンは、ジイソシアネート、ビス－ＮＨＳエステル、塩化シアヌル、またはそれらの組み合わせなどの様々な試薬を用いて求電子基に変換することができる。一例では、ジイソシアネートを使用すると、ポリマーとリンカーとの間に尿素連結が生じ、それがアミノ置換生体分子と反応してリンカーと生体分子との間に尿素連結を生じさせることができる残留イソシアネート基をもたらす。別の例では、ビス－ＮＨＳエステルを使用すると、ポリマーとリンカーとの間にアミド連結が生じ、アミノ置換生体分子と反応してリンカーと生体分子との間にアミド連結を生じさせることができる残留ＮＨＳエステル基をもたらす。さらなる例では、塩化シアヌルを使用すると、ポリマーとリンカーおよび２つの残留クロロトリアジン基との間にアミノ－トリアジン連結が生じ、そのうちの１つがアミノ置換生体分子と反応してリンカーと生体分子との間にアミノ－トリアジン連結を生じさせることができる。他の求核基を、スルホネート活性化を介して粒子に組み込むことができる。例えば、スルホン化粒子とチオ安息香酸アニオンとの反応および結果として生じるチオベンゾエートの加水分解は、チオールを粒子に組み込み、続いてこれをマレイミド置換生体分子と反応させて生体分子へのチオスクシンイミド連結を生じさせることができる。チオールはまた、ブロモ－アセチル基と反応させることもできる。
難揮発性または高分子基材上への生体分子の共有的連結は、生体分子上の求核性部分とカップリングした基材上の求電子部分、または生体分子上の求電子性連結とカップリングした基材上の求核性連結を用いて作成することができる。目的とする最も一般的な生体分子の親水性のために、これらのカップリング用に選択される溶媒は、水、または生体分子を基材上に分散させるためにいくらかの水溶性有機溶媒を含有する水である。特に、ポリヌクレオチドは、概して、それらのポリアニオン性のため、水系中で基質にカップリングしている。水は、求電子試薬をコンジュゲーションのために不活性部分に加水分解することによって求電子剤と求核試薬と競合するため、水系は概して、低収率のカップリングした生成物をもたらし、その収率は対の求電子部分に基づく。反応対の高収率の求電子部分が望まれるとき、高濃度の求核試薬が反応を駆動し、かつ加水分解を軽減するために必要とされ、その結果、求核試薬の非効率的な使用をもたらす。ポリ核酸の場合、生体分子を極性の非反応性の非水性溶媒に可溶化しやすくするために、リン酸の金属対イオンを親油性の対イオンで置き換えることができる。これらの溶媒には、アミドまたは尿素、例えば、ホルムアミド、Ν，Ν－ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ν，Ν－ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピロリドン、Ｎ－メチルピロリドン、Ν，Ν，Ν’Ν’－テトラメチル尿素、Ν，Ν’－ジメチル－Ν，Ν’－トリメチレン尿素、またはそれらの組み合わせ；カーボネート、例えば、炭酸ジメチル、炭酸プロピレン、またはそれらの組み合わせ；エーテル、例えば、テトラヒドロフラン；スルホキシドおよびスルホン、例えばジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、またはそれらの組み合わせ；ヒンダードアルコール、例えばｔｅｒｔ－ブチルアルコール；またはそれらの組み合わせを含むことができる。親油性カチオンとしては、テトラアルキルアンモニウムもしくはテトラアリールアンモニウムカチオン、例えばテトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラへプチルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウムならびにそれらのアルキルおよびアリール混合物、テトラアリールホスホニウムカチオン、例えばテトラフェニルホスホニウム、テトラアルキルアルソニウム、もしくはテトラアリールアルソニウム、例えばテトラフェニルアルソニウム、ならびにトリアルキルスルホニウムカチオン、例えばトリメチルスルホニウムまたはそれらの組み合わせを含むことができる。金属カチオンを親油性カチオンと交換することによる有機溶媒可溶性材料へのポリ核酸の変換は、種々の標準的カチオン交換技術によって実施することができる。
ポリマー粒子は、ポリヌクレオチドまたは他の親和性リガンドなどの標的分析物とのコンジュゲーションを容易にするために活性化することができる。例えば、架橋ヒドロゲルポリマー粒子上の官能基を増強して、標的分析物または分析物受容体との結合を可能にすることができる。特定の例では、ポリマーの官能基は、親水性ポリマー官能基を求核置換または求電子置換を受けることができる反応性部分に変換することができる試薬で修飾することができる。特に、ポリマー粒子がカルボキシル官能基を有する場合、これらを活性化して、例えば核酸などの生体分子へのコンジュゲーションを容易にすることができる。
粒子がヒドロキシル基を含むコモノマーで形成される実施形態では、親水性粒子上のヒドロキシル基は、ヒドロキシル基の少なくとも一部をスルホネート基または塩素で置き換えることによって活性化することができる。例示的なスルホネート基は、トレシル、メシル、トシル、もしくはトシルクロリド、またはそれらの任意の組み合わせから誘導することができる。スルホネートは、求核試薬がスルホネートに置換されるように作用し得る。スルホネートは、遊離した塩素とさらに反応して、粒子を結合するためのプロセスにおいて使用することができる塩素化基を提供することができる。別の例では、親水性ポリマー上のアミン基を活性化することができる。
例えば、標的分析物または分析物受容体は、スルホネート基との求核置換を介して親水性ポリマーに結合することができる。特定の例では、アミンまたはチオールなどの求核試薬で終結する標的分析物受容体は、求核置換を受けて親水性ポリマーの表面上のスルホネート基を置換することができる。活性化の結果として、コンジュゲートされた粒子を形成することができる。
別の例では、粒子がアミンを含む場合（例えば、粒子がアミンを含むモノマーから形成されるか、またはアミンを含むコーティングを含む場合）、求核性アミノ基を、二官能性ビス求電子部分、例えばジイソシアネートまたはビス－ＮＨＳエステルで修飾して、求核試薬に反応性の親水性粒子を得ることができる。
ポリヌクレオチドにコンジュゲートされたとき、ポリマー粒子は、１μｍ3当たり少なくとも７×１０4の、ヌクレオチド密度と呼ばれる、ポリヌクレオチドの密度を含み得る。例えば、ヌクレオチド密度は、１μｍ3当たり少なくとも１０5、例えば、１μｍ3当たり少なくとも１０6、１μｍ3当たり少なくとも５×１０6、１μｍ3当たり少なくとも８×１０6、１μｍ3当たり少なくとも１×１０7、またはさらに１μｍ3当たり少なくとも３×１０7であり得る。さらなる例では、ヌクレオチド密度は、１μｍ3当たり１０15以下であり得る。
そのようなポリマー粒子は、様々な分離技術および分析技術において使用することができる。特に、ポリマー粒子は、ポリヌクレオチドを結合するのに有用であり得る。そのような結合ポリヌクレオチドは、溶液からポリヌクレオチドを分離するのに有用であり得るか、または配列決定のような分析技術に使用され得る。図５に示す特定の例では、そのようなポリマー粒子は、配列決定技術中にポリヌクレオチドの支持体として使用することができる。例えば、粒子は、蛍光配列決定技術を用いた配列決定のためにポリヌクレオチドを固定化することができる。
一般に、ポリマー粒子は、ヌクレオシド、ヌクレオチド、核酸（オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチド）、ポリペプチド、糖類、多糖類、脂質、またはそれらの誘導体もしくは類似体を含む生体分子を含むように処理され得る。例えば、ポリマー粒子は、生体分子に結合または付着することができる。生体分子の末端または任意の内部部分は、ポリマー粒子に結合または付着することができる。ポリマー粒子は、連結化学を用いて生体分子に結合または付着することができる。連結化学は、イオン結合、水素結合、親和性結合、双極子－双極子結合、ファンデルワールス結合、および疎水性結合を含む、共有結合または非共有結合を含む。連結化学は、結合パートナー、例えば、アビジン部分とビオチン部分；抗原性エピトープと抗体またはその免疫学的に反応性の断片；抗体とハプテン；ジゴキシゲン部分と抗ジゴキシゲン抗体；フルオレセイン部分と抗フルオレセイン抗体；オペレーターとリプレッサー；ヌクレアーゼとヌクレオチド；レクチンと多糖類；ステロイドとステロイド結合タンパク質；活性化合物と活性化合物受容体；ホルモンとホルモン受容体；酵素と基質；免疫グロブリンとプロテインＡ；あるいはオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドとその対応する相補体の間の親和性を含む。
図５に示すように、複数のポリマー粒子２０４（例えば本開示の単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子）を、複数のポリヌクレオチド２０２と共に溶液に入れることができる。複数の粒子２０４は、ポリヌクレオチド２０２と結合するように活性化されてもよく、そうでなければ調製されてもよい。例えば、粒子２０４は、複数のポリヌクレオチド２０２のうちの１つのポリヌクレオチドの一部に相補的な１つのオリゴヌクレオチドを含み得る。
特定の実施形態では、ポリマー粒子およびポリヌクレオチドは、乳剤ＰＣＲなどのポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅に供される。例えば、分散相小滴２０６または２０８は乳剤の一部として形成され、かつ粒子またはポリヌクレオチドを含むことができる。一例では、ポリヌクレオチド２０２および親水性粒子２０４は、単一のポリヌクレオチド２０２が単一のポリマー粒子２０４と同じ分散相小滴内に存在する可能性があるように、互いに対して低濃度および低比率で提供される。液滴２０８などの他の液滴は、単一のポリマー粒子を含み、かつポリヌクレオチドを含まなくてもよい。各小滴２０６または２０８は、ポリヌクレオチドの複製を容易にするのに十分な酵素、ヌクレオチド、塩、または他の成分を含むことができる。あるいは、乳剤を伴うまたは伴わないリコンビナーゼポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）のような増幅技術が使用され得る。
一態様では、本発明は、核酸増幅における本発明のヒドロゲルポリマー粒子の使用を提供する。核酸増幅は、乳剤ＰＣＲであり得る。
複数の実施形態では、核酸増幅のための方法は、ポリマー粒子に結合しているオリゴヌクレオチドにハイブリダイズしているポリヌクレオチドに対してプライマー伸長反応を行うステップを含む。複数の実施形態では、ポリマー粒子は、本開示の単分散架橋ヒドロゲルポリマー粒子である。複数の実施形態では、核酸増幅のための方法は、（ａ）一本鎖オリゴヌクレオチド（例えば、プライマーオリゴヌクレオチド）に付着したポリマー粒子を提供するステップ、（ｂ）一本鎖鋳型ポリヌクレオチドを提供するステップ、（ｃ）一本鎖オリゴヌクレオチドを一本鎖鋳型ポリヌクレオチドにハイブリダイズさせるステップ、（ｄ）ポリメラーゼが一本鎖オリゴヌクレオチドへの少なくとも１つのヌクレオチドの重合を触媒するのに適した条件下で、一本鎖鋳型ポリヌクレオチドをポリメラーゼおよび少なくとも１つのヌクレオチドと接触させ、それにより、伸長一本鎖オリゴヌクレオチドを生成するステップを含む。複数の実施形態では、本方法は、（ｅ）伸長した一本鎖オリゴヌクレオチドから一本鎖鋳型ポリヌクレオチドを除去（例えば変性）して、一本鎖オリゴヌクレオチドがポリマー粒子に付着したままになるようにするステップ、（ｆ）残る一本鎖オリゴヌクレオチドを第２の一本鎖鋳型ポリヌクレオチドにハイブリダイズさせるステップ、および（ｇ）第２のポリメラーゼが一本鎖オリゴヌクレオチドへの第２の少なくとも１つのヌクレオチドの重合を触媒するのに適した条件下、第２の一本鎖鋳型ポリヌクレオチドを第２のポリメラーゼおよび第２の少なくとも一つのヌクレオチドと接触させて、その後の伸長した一本鎖オリゴヌクレオチドを生成するステップをさらに含む。複数の実施形態では、ステップ（ｅ）、（ｆ）、および（ｇ）は、少なくとも１回繰り返すことができる。複数の実施形態では、ポリメラーゼおよび第２のポリメラーゼは、熱安定性ポリメラーゼを含む。複数の実施形態では、ヌクレオチド重合に適した条件は、ヌクレオチド重合ステップ（例えば、ステップ（ｄ）または（ｇ））を高温で実施することを含む。複数の実施形態では、ヌクレオチド重合に適した条件は、ヌクレオチド重合ステップ（例えばステップ（ｄ）または（ｇ））を交互の温度（例えば高温および比較的低い温度）で実施することを含む。複数の実施形態では、交互の温度は、６０～９５℃の範囲である。複数の実施形態では、温度サイクルは、約１０秒～約５分、または約１０分、または約１５分もしくはそれ以上であり得る。複数の実施形態では、核酸増幅方法は、一本鎖鋳型ポリヌクレオチドまたは第２の一本鎖鋳型ポリヌクレオチドに相補的である配列を含む複数の鋳型ポリヌクレオチドにそれぞれ付着した１つ以上のポリマー粒子を生成することができる。複数の実施形態では、ポリマー粒子のそれぞれは、複数の一本鎖オリゴヌクレオチド（例えば捕捉オリゴヌクレオチド）と結合することができる。複数の実施形態では、ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、または（ｇ）は、複数の一本鎖ポリヌクレオチドを用いて実施することができる。複数の実施形態では、一本鎖オリゴヌクレオチドの少なくとも一部が、一本鎖ポリヌクレオチドの少なくとも一部に対して相補的（または部分的に相補的）であるヌクレオチド配列を含む。複数の実施形態では、核酸増幅のための方法（上記のように）は、油相中の水相溶液（例えば、分散相液滴）中で実施することができる。
ＰＣＲに続いて、ポリマー粒子２１２およびポリヌクレオチドの複数のコピー２１４を含み得る粒子、例えば粒子２１０が形成される。明確にするために、大部分のポリヌクレオチド２１４は、粒子２１０の外面に示されている。しかしながら、やはり図示されているように、ポリヌクレオチドは粒子２１０内に延在する（または粒子２１０内に位置する）ことができる。例えば、ヒドロゲルおよび親水性粒子は、水に対して低い濃度のポリマーを有することができ、したがって比較的多孔性であり得る。それらは、粒子２１０の内部および至る所にポリヌクレオチドセグメントを含むことができ、ポリヌクレオチドは、細孔中および他の開口部に存在することができる。特に、粒子２１０は、反応をモニタリングするために使用される酵素、ヌクレオチド、プライマー、および反応生成物を拡散させることができる。１粒子当たり多数のポリヌクレオチドが、より良好なシグナルを生成する。
複数の実施形態では、乳剤を破壊する手順からのポリマー粒子は、収集され、配列決定に備えて洗浄されることができる。収集は、ビオチン部分（例えば、ポリマー粒子に結合している増幅ポリヌクレオチド鋳型に連結した）をアビジン部分と接触させ、ビオチン化鋳型を欠いているポリマー粒子から分離することによって実施することができる。二本鎖鋳型ポリヌクレオチドを担持する収集されたポリマー粒子を変性して、配列決定のための一本鎖鋳型ポリヌクレオチドを得ることができる。変性ステップは、塩基（例えば、ＮａＯＨ）、ホルムアミド、またはピロリドンによる処理を含むことができる。
別の配列決定システムは、Ａｐｐｌｉｅｄ ＢｉｏｓｙｓｔｅｍｓのＳＯＬｉＤ（商標）配列決定システム（オリゴヌクレオチド連結および検出による配列決定）であり、これはハイスループットＤＮＡ配列決定のために段階的サイクル連結反応を使用する。このビーズベースのシステムでは、ＤＮＡ鋳型を装填したビーズ（すなわちポリマー粒子）は、４色の蛍光標識された八量体プローブを用いて連続的な連結および切断反応を受ける。これらのプローブは、連続的に送達され、ＤＮＡ鎖上のジヌクレオチド位置を調べるのに役立つ。機器実行当たりのビーズ事象数の増加およびプローブ化学の改善を容易にし、配列決定の忠実度を高めることを可能にする、より高いビーズ密度を支持することが望ましいであろう。
オリゴヌクレオチド連結および検出による配列決定は、核酸標的を架橋ポリマー粒子（ビーズ）に付着させ、続いて複数の粒子を表面に固定化することを含む。各核酸－ビーズコンジュゲートは、独特のＤＮＡ配列を含み、この種の配列決定技術は、国際公開第ＷＯ２００６／０８４１３２Ａ２号（参照により本明細書に組み込まれる）に開示されている。
ビーズを支持体に付着させる方法は、ストレプトアビジンで不可逆的にコーティングされた平面ガラス板顕微鏡スライドを利用している。核酸を含むビーズを、ビオチン化ヌクレオチドと接触させる（例えば、ビーズへの付着後にＤＮＡ標的に対するビオチン化ｄＮＴＰおよび末端デオキシトランスフェラーゼの作用によって得られる）。ストレプトアビジンでコーティングされたスライドによるビオチン化ビーズのインキュベーションにより、ビオチンとストレプトアビジンの相互作用によってスライド上へのビーズの固定化をもたらす。動力学的には、これは非常に効果的な付着スキームであるが、スライド上でのビーズの移動は、ＤＮＡ配列アッセイ法により必要とされる条件下で時々観察された。ビーズがスライド上に高密度で存在し（例えば、最大１００，０００個のビーズ／ｍｍ2）、複数回（例えば、最大２５回）調査されるとき、いかなる有意なビーズ移動も、ビーズの密集した集団内のその後の走査における特定のビーズのロバストな同定を妨げることができる。
したがって、ＵＳ２００９／００９９０２７（ＷＯ２００９／０２６５４６と同等、両方とも参照により本明細書に組み込まれる）は、配列決定および他の形態の遺伝分析中のビーズの移動を低減するビーズ固定化のための共有結合系を記載する。方法は、基板の表面上の求核基を複数の求電子基を含む分子と反応させ、それによって基板の表面上に１つ以上の遊離求電子基を提供するステップおよび、粒状材料の表面上の求核基を、基板の表面上の１つ以上の遊離求電子性基と反応させて、粒状材料を基板に共有結合させるステップを含む。
ＵＳ２００９／００９９０２７は、多官能性求電子試薬による求核性（より具体的にはアミノ官能性）表面の修飾を記載している。例えば、シリケートガラス顕微鏡スライドの求電子性表面は、表面基を（アミノプロピル）トリアルコキシシランと反応させることによって容易に求核性表面に変換することができる。
架橋ポリマービーズに共有結合されたＤＮＡ標的核酸は、ビーズへの結合後にＤＮＡ標的に対するアミノアルキルｄＮＴＰおよび末端デオキシトランスフェラーゼの作用によって修飾され得る。次いで、ＤＮＡ標的上の求核性アミノ基は、支持体表面の残留求電子基と反応して、ビーズとガラス表面との間に複数の安定な共有結合を形成することができる。
求電子基を含有する表面と求核基を含有する粒子との間に安定な共有結合が形成され得ることが見出された。さらに、ＤＮＡ標的に対するアミノ－ｄＮＴＰおよび末端デオキシトランスフェラーゼの作用からの求核性アミノ基を含有するビーズを、水性塩基性条件下で修飾表面上に固定化することができる。例えば、ベンゼン１，４－ジイソチオシアネートで活性化されているアミノ基を含む表面を使用して、求核基でビーズを固定化することができる。さらに、共有結合は、非常に安定しているように見え、ビーズの移動は観察されない。
表面固定化ビーズは、連結による一本鎖鋳型に沿った二重鎖伸長の反復サイクルに基づいて核酸配列を分析する方法において使用することができる。この種の配列決定方法は、米国特許第５，７５０，３４１号、同第５，９６９，１１９号、および同第６，３０６，５９７Ｂ１号、ならびに国際公報番号ＷＯ２００６／０８４１３２Ａ２号において開示されている。これらの刊行物のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。さらに、上述の刊行物に記載されている技術を使用して、本明細書に記載される、支持体に結合している粒子に付着している核酸鋳型を分析（例えば、配列決定）することができる。固定化ビーズは、連結ステップを必ずしも使用しない配列決定方法、例えば、ポリヌクレオチド鎖伸長を妨げる除去可能な保護基を有する標識ヌクレオチドを用いる配列決定において使用することができる（例えば、米国特許第６，６６４，０７９号、同第６，２３２，４６５号、および同第７，０５７，０２６号、これらのそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）。固定化ビーズは、ビーズ上のシグナルが複数のサイクルを通して繰り返し検出される様々な技術において使用することができる。
ＳＯＬｉＤ配列決定に使用されるビーズは、本開示の単分散磁性および／またはコーティングされたヒドロゲル粒子であり得る。したがって、一実施形態は、上の段落で言及した刊行物に開示された方法および製品における単分散粒子の使用を含み、本出願の出願者は、そのような使用、方法および製品のすべてを本発明の範囲内と見なし、それらを特許請求する権利を留保する。ＳＯＬｉＤ配列決定におけるマイクロメートル未満の粒子の使用は、より高密度の粒子をガラス表面（例えば、ガラスパネルまたは顕微鏡スライド）に付着させることができる。一実施形態にさらに含まれるのは、例えば、本開示の単分散マイクロメートル未満が核酸標的に結合され、表面、例えばガラス表面に固定化されている、本開示の単分散粒子を使用するＳＯＬｉＤ配列決定を実施する方法である。固定化の方法は重要ではなく、共有結合でも非共有結合でもよく、非共有結合の例は、ストレプトアビジン／アビジン－ビオチン結合によるものである。共有結合は、例えば、ＵＳ２００９／００９９０２７およびＷＯ２００９／０２６５４６に記載されているとおりであり得るが、共有結合のための任意の他の適切な技術が使用され得る。したがって、一実施形態に含まれるのは、本開示の単分散マイクロメートル未満の粒子を核酸に結合すること、および任意に、得られた核酸含有粒子を表面、例えばガラス表面に固定化することをさらに含む、製品（製造品）を形成する方法である。核酸は、例えばＳＯＬｉＤ配列決定を使用して、配列決定における標的として使用され得る。
例えば、
（ａ）プローブ－標的二本鎖を形成するために、第１の初期化オリゴヌクレオチドプローブを標的ポリヌクレオチドにハイブリダイズさせるステップであって、オリゴヌクレオチドプローブが伸長可能なプローブ末端を有し、標的ポリヌクレオチドが、本明細書に開示されているポリマー粒子の集団の一員であるポリマー粒子に結合しており、かつ粒子が固体支持体の表面に共有結合している、ステップ、
（ｂ）伸長オリゴヌクレオチドプローブの第１の末端を伸長可能なプローブ末端に連結し、それによって伸長オリゴヌクレオチドプローブを含む伸長二本鎖を形成するステップであって、伸長オリゴヌクレオチドプローブが切断部位および検出可能な標識を含む、ステップ、
（ｃ）連結された直後の伸長オリゴヌクレオチドプローブに結合した標識を検出することによって、標的ポリヌクレオチドにおいて１つ以上のヌクレオチドを同定するステップ、
（ｄ）連結された直後の伸長オリゴヌクレオチドプローブを、切断部位で切断して、伸長可能なプローブ末端を生成するステップであって、切断が、プローブ－標的二本鎖から標識を含む連結された直後の伸長オリゴヌクレオチドプローブの一部を除去する、ステップ、ならびに
（ｅ）標的ポリヌクレオチド中のヌクレオチドの配列が決定されるまでステップ（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰り返すステップ
を含む、方法が提供される。
（ａ）プライマー－標的二本鎖を形成するために、プライマーを標的ポリヌクレオチドにハイブリダイズさせるステップであって、標的ポリヌクレオチドが、本明細書に開示されているポリマー粒子の集団の一員であるポリマー粒子に５’末端で結合しており、かつポリマー粒子が支持体の表面に共有結合している、ステップ、
（ｂ）ヌクレオチド類似体をプライマーの３’末端に組み込むために、プライマー－標的二本鎖をポリメラーゼおよび１つ以上の異なるヌクレオチド類似体と接触させ、それによって伸長プライマー鎖を形成するステップであって、組み込まれたヌクレオチド類似体がポリメラーゼ反応を終結させ、かつ、１つ以上のヌクレオチド類似体の各々が、（ｉ）アデニン、グアニン、シトシン、チミン、およびウラシルからなる群から選択される塩基およびそれらの類似体と、（ｉｉ）切断可能なリンカーを介して塩基またはその類似体に結合した固有標識と、（ｉｉｉ）デオキシリボースと、（ｉｖ）デオキシリボースの３’位で－ＯＨ基をキャップする切断可能な化学基とを含む、ステップ、
（ｃ）あらゆる組み込まれていないヌクレオチド類似体を除去するために、支持体の表面を洗浄するステップ、
（ｄ）組み込まれた直後のヌクレオチド類似体に付着された固有の標識を検出し、それによって組み込まれた直後のヌクレオチド類似体を同定するステップ、
（ｅ）任意に、伸長プライマー鎖上の未反応の－ＯＨ基を永久にキャッピングするステップ、
（ｆ）組み込まれた直後のヌクレオチド類似体と独自の標識との間の切断可能なリンカーを切断するステップ、
（ｇ）組み込まれた直後のヌクレオチド類似体のデオキシリボースの３’位の－ＯＨ基をキャッピングする化学基を切断して、－ＯＨ基のキャッピングを外すステップ、
（ｈ）支持体の表面を洗浄して、切断した化合物を除去するステップ、
（ｉ）ステップ（ｂ）～（ｈ）を繰り返すステップ
を含む、核酸を配列決定する方法も提供される。
本開示のポリマー粒子は、ポリマー粒子を含む核酸配列決定の任意の方法において使用され得る。一実施形態は、核酸に結合された本開示の粒子、ならびに核酸を本開示の粒子の集団に結合させるステップを含む、核酸を配列決定する方法を含む。核酸は、ＤＮＡまたはＲＮＡであり得る。
本開示は、例えば、ＵＳ２００９／００９９０２７およびＷＯ２００９／０２６５４６に記載されているように、例えば、ガラス表面などの基材に、例えばストレプトアビジン－ビオチン連結、アビジン－ビオチン連結、または共有的連結を介して結合された、本開示の複数の単分散粒子を含む製品（例えば製造品）を含む。粒子は、核酸を介して基材に結合していてもよい。本開示は、そのような製品を製造するための本開示の単分散粒子の使用を含む。一実施形態は、本開示の単分散粒子を基材に付着させるための、ＵＳ２００９／００９９０２７およびＷＯ２００９／０２６５４６に記載されている付着化学の使用を含み、本出願者はそのような化学およびその生成物を使用する方法を主張する権利を留保する。したがって、本明細書は、参照により、ＵＳ２００９／００９９０２７およびＷＯ２００９０２６５４６の開示を含む。
したがって、複数の実施形態は、本開示の官能化された単分散ポリマー粒子を１つ以上のさらなる反応にかけて所望の生成物を得る方法を含む。他の実施形態は、本出願におけるこれらの生成物の使用を含む。
本開示の粒子が有し得る品質および特徴の一貫性を考慮して、それらは、例えば、標識、生物学的分子、および生物学的構造から選択されるコンジュゲートした物質に関して、例えば、アミノ酸、糖類、ヌクレオチド、およびヌクレオシドなどの生物学的分子、ならびに２つ以上のそのようなモノマー、例えば、ポリペプチド、タンパク質、多糖類、オリゴヌクレオチド、および核酸を一緒に縮合させることによって作製される多量体に関してプロセスを実施するステップを含む方法において使用され得る。標識としては、染料、例えば蛍光染料、消光剤、酵素、および半導体ナノ結晶を挙げることができる。本発明の実施形態は、そのような用途、ならびに
（ｉ）本開示の粒子の集団を含み、その少なくとも一部がコンジュゲートした物質、例えば、ちょうど記載されたものに結合している、コンジュゲート、
（ｉｉ）本開示の粒子の集団の少なくとも一部を物質、例えばちょうど記載されたものに結合するステップを含む、方法、
（ｉｉｉ）本開示の粒子の集団の少なくとも一部を基材に結合するステップを含む、方法
を含む。
分析法
分子量測定
シード粒子中のオリゴマーの重量平均分子量（Ｍｗ）は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて行われた測定から決定することができる。ＧＰＣでは、一連のポリマー粒子標準が実行され、較正曲線を作成するために使用される。オリゴマーのＭｗは、０．０１ＭのＬｉＢｒを含む溶離剤ＤＭＦとして用いるポリスチレン標準に対してＧＰＣによって測定され得る。これらのＭｗ値はシード粒子のそれとは異なるポリマー（ポリスチレン）の標準に対して計算されるので、計算されたＭｗは、絶対値ではなく相対値を表す。したがって、測定値は再現可能であるが、実際のＭｗは得られない。
本明細書に提供される実施例において使用されたＧＰＣ方法の概要は以下のとおりである。以下の実験条件を使用した。
溶離液： ０．０１Ｍ ＬｉＢｒを含むＤＭＦ
プレカラム： ＰＳＳ ＧＲＡＭ、１０μｍ、ガードＩＤ ８．０ｍｍ×５０ｍｍ
カラム： ＰＳＳ ＧＲＡＭ、１０μｍ、リニアＭ ＩＤ ８．０ｍｍ×３００ｍｍ ＰＳＳ ＧＲＡＭ、１０μｍ、リニアＭ ＩＤ ８．０ｍｍ×３００ｍｍ
温度： ７０°Ｃ
ポンプ： ＰＳＳ ＳＥＣｃｕｒｉｔｙ １２６０ ＨＰＬＣポンプ
流量： １．０ｍＬ／分
注射するシステム： ＰＳＳ ＳＥＣｃｕｒｉｔｙ １２６０オートサンプラ
注入量： ５０μＬ
試料濃度： ３．０ｇ／Ｌ
検出器： ＰＳＳ ＳＥＣｃｕｒｉｔｙ １２６０屈折率検出器（ＲＩＤ）
クロマトグラフィーデータシステム： ＰＳＳ ＷｉｎＧＰＣ ＵｎｉＣｈｒｏｍバージョン８．２
異なる分子量を有するポリスチレン標準を上記の実験条件下で測定して、較正曲線を得た。次いで、試料を分析した。次いで、ＰＳ較正曲線に基づいて試料におけるＭｗを計算した。
サイズおよびサイズ分布
試料のサイズ分布は、機器製造業者によって提供されるプロトコルを用いて、ディスク遠心分離、例えば、Ｄｉｓｃ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ Ｍｏｄｅｌ ＤＣ２００００上のＣＰＳ Ｄｉｓｃ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ（商標）を用いて測定することができる。正確な結果は、分析される試料と同様の密度の標準での較正を必要とし、したがって好適なポリマー標準が、例えば、主にポリスチレンを含む本開示の粒子のための小型ポリスチレン粒子標準のセットが利用可能である、使用のみである。測定されている試料が、例えば多孔性粒子について知られていない密度を有する場合、ＣＰＳディスク遠心分離によって得られた測定値は、再現可能であろうが、実際の直径を提供しないであろう。
本明細書に提供される実施例において使用されたＣＰＳディスク遠心分離（商標）の概要は以下のとおりである。当業者は、例えば分析される粒子のサイズおよび多孔率に基づいて好適な勾配、ディスク速度、および標準粒子を選択することによって、他の試料に対してそうすることが適切である場合に、この方法を容易に適合させることができる。
ディスク遠心分析は、ＣＰＳ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＣＰＳ ＤＣ２００００で、１００００ｒｐｍのディスク速度および１．５ｇ／ＬのＳＤＳ（水溶液）中の８～２４重量％スクロースの勾配で行った。勾配は、ＣＰＳｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓの自動勾配ポンプを用いて作られ、注入された勾配の容量は１６～１７ｍＬであった。注入前に、試料をＭｉｌｌｉＱ－Ｈ２Ｏ中で約０．０１重量％に希釈した。
分析に使用した方法は、以下の設定を有していた：最大直径４．０μｍ、最小直径０．１μｍ、粒子密度１．６ｇ／ｍＬ、粒子屈折率１．５９２、粒子吸収０．２、粒子非球形度１、較正標準直径１．０９８、較正標準密度１．６、標準半値０．２μｍ、液体密度１．０６ｇ／ｍＬ、液体屈折率１．３５５。
報告されたサイズは、吸収ピーク直径であり、ＣＶは、主ピークの周りに境界を設定することによって決定される。
光子相関分光法（ＰＣＳ）を使用して、粒子の流体力学的直径をｚ平均の形で得ることができる。測定は、粒子密度とは無関係であり、小さい粒子のブラウン運動に基づいている。ナノサイズ粒子のＰＣＳ測定値は、例えば、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏ－ＺＳ、Ｍｏｄｅｌ ＺＥＮ３６００を用いて得ることができる。さらなる詳細および方法は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ Ｎａｎｏシリーズの取扱説明書（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に見出すことができる。
粒子のサイズおよびサイズ分布を決定するために使用され得る別の技術は、光学顕微鏡法である。ビーズの集団は、ビーズを含む水溶液を顕微鏡スライド上に置き、次いで好適なレベルの倍率、例えば１００倍以上でビーズの画像を捕捉し、画像分析ソフトウェアを用いてビーズのサイズを分析することによって調製され得る。
本明細書で提供される実施例で使用された光学顕微鏡法の概要は、以下のとおりである。顕微鏡用試料は、カバーガラスとＳｅｃｕｒｅ－Ｓｅａｌ（商標）ハイブリダイゼーションチャンバーガスケットとの間に直径０．１２ｍｍ、９ｍｍのＳｅｃｕｒｅ－Ｓｅａｌ（商標）スペーサーを挟むことによって調製された。形成されたキャビティを、１５０ｍＭのＮａＣｌで希釈した８μＬのビーズで満たし、続いて、短時間遠心分離し、顕微鏡スライドに取り付けた。次いで、位相差光学顕微鏡検査を、１００倍レンズを用いてＯｌｙｍｐｕｓ ＩＸ８１倒立顕微鏡で実施した。μＭａｎａｇｅｒ用のＭａｔｌａｂベースのマクロを用いて、複数の画像が自動的に収集された。焦点の合っていない画像を背景として収集し、位相差画像から差し引いた。次いで、バックグラウンドを差し引いた画像を、サイズ分析のために個々のビーズを同定するためにＯｔｓｕの方法を用いて閾値処理した。標準サイズの緑色蛍光ポリスチレンビーズを使用して、蛍光顕微鏡法によって測定ビーズサイズを較正した。次いで、一連のＡｌｅｘａ ４８８標識ヒドロゲルビーズを使用して、位相差サイズを蛍光サイズに較正した。
光学顕微鏡法は、粒子の密度とは無関係の測定値を提供するので、粒子のサイズを測定するための好ましい方法である。光学顕微鏡法は画像分析に基づいており、画像中のアーチファクトの存在は人為的に高いＣＶをもたらし得るので、ディスク遠心分析は、粒子のサイズ分布（ＣＶ）を測定する好ましい方法である。
磁化率
磁化率は、ＭＳ２Ｂ二重周波数センサを備えたＢａｒｔｉｎｇｔｏｎ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭＳ３メーター、磁化率システムを使用して決定された。測定用の試料を、７．００００±０．１０００ｇの酸化アルミニウム中に希釈された１００．０±２０．０ｍｇの粒子を秤量することによって調製した。各バッチを以下の設定を用いて、質量特異的補正を用いて二重に分析した：測定期間１秒、反復回数１、およびサイクル数１００。
振動試料磁力測定法（ＶＳＭ）
ＶＳＭは、ＬａｋｅＳｈｏｒｅ ７４００で実行された。３～１０ｍｇの試料を秤量し、ロックリングゼラチンカプセル（Ｔｏｒｐａｃ）に入れた。測定中の動きを防ぐために、カプセルを接着剤で固定し、一晩乾燥させた。ヒステリシス曲線は、磁場を最初に１００００Ｏｅに設定し、次いで徐々に－１００００Ｏｅに下げ、最後に徐々に１００００Ｏｅに設定することによって収集した。
鉄含有量
磁性粒子の鉄含有量の定量的測定は、５ｍＬの王水に０．１１ｇの粒子を溶解し、続いてマイクロ波加熱することによって、Ａｌｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｎｏｒｗａｙによって行われた。試料を、Ｈ2Ｏで５０ｍＬに希釈し、最後に２５０倍に希釈した。次いで、鉄の濃度を、Ｖａｒｉａｎ ７２０－ＥＳ機器を用いて実施した誘導結合プラズマ原子発光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）分析によって決定した。
シード粒子の合成
実施例１
機械的アンカー撹拌機および凝縮器を備えた２Ｌのジャケット付き丸底フラスコに、３４．６ｇの蒸留Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、２７．６ｇのＫｒａｔｏｎ Ｇ１６５０、１．５ｇの２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）、７４７．９ｇのヘプタン、１８７．０ｇのトルエン、および１．２ｇの１－オクタンチオールを充填した。すべてが溶解したら、反応混合物を、Ａｒ（ｇ）で６０分間パージした。次いで、反応物を、反応器に接続した温度制御水浴を用いて７１℃まで加熱し、４００ｒｐｍで撹拌しながら１６時間加熱した。得られた分散液を、動的光散乱によって分析して、３６０ｎｍのｚ平均直径を得た。
実施例２
機械的アンカー撹拌機および凝縮器を備えた２Ｌのジャケット付き丸底フラスコに、３４．６ｇの蒸留Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、２７．７ｇのＫｒａｔｏｎ Ｇ１６５０、１．４ｇの２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）、７４７ｇのヘプタン、１８７ｇのトルエン、および２．５ｇの１－オクタンチオールを充填した。すべてが溶解したら、反応混合物を、Ａｒ（ｇ）で６０分間パージした。次いで、反応物を、反応器に接続した温度制御水浴を用いて７１℃まで加熱し、４００ｒｐｍで撹拌しながら１６時間加熱した。得られた分散液を、動的光散乱によって分析して、９７０ｎｍのｚ平均直径を得た。
低分子量シード粒子からのポリマー粒子の合成
実施例３
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、７．４ｇのアクリルアミド（ＡＡｍ）、２．５ｇのＮ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド（ＤＨＥＢＡＡｍ）、および１４．９ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を６１℃で振盪した。
溶液２（安定剤）：３３ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３６ｇの鉱油、および１４５ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．５ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、６０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、２．６ｇのトルエンに溶解した２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）を添加し、５０ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散：３０ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、ｇのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を充填した。フラスコを２時間振盪し、続いて、２０００ｒｐｍで５分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、ＮＭＰで２回、Ｈ2Ｏで３回さらに洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例４
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのＤｕｒａｎフラスコに、７．４ｇのＮ－［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド（ＴＨＭＡＡｍ）、２．５ｇのＮ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド（ＤＨＥＢＡＡｍ）、および１４．９ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を、６１℃で振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）、および再分散剤：実施例３と同様。
実施例５
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、７．４ｇのヒドロキシエチルアクリルアミド（ＨＥＡＡｍ）、２．５ｇのＮ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド（ＤＨＥＢＡＡｍ）、および１４．９ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を、６１℃で振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）、および再分散剤：実施例３と同様。
実施例６
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、７．５ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、５．０ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１２．４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を撹拌した。
溶液２（安定剤）：３５ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３８ｇの鉱油、および１５２ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：７１ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および４．２ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、１９℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、５０ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散：５０ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、ｇのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を充填した。フラスコを１時間振盪し、続いて、４０００ｒｐｍで５分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、ＮＭＰで２回、Ｈ2Ｏで５回さらに洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例７
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、７．５ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、２．５ｇのピペラジンジアクリルアミド、および１５．０ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を撹拌した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）、および再分散剤：実施例６と同様。
実施例８
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、７．５ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、５．０ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１２．４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を撹拌した。
溶液２（安定剤）：２４ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、２６ｇの鉱油、および１０４ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、２５０ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：実施例６と同様。
再分散：２５ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、ｇのＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を充填した。フラスコを３日間振盪し、続いて、５０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、ＮＭＰで２回、Ｈ2Ｏで４回さらに洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例９
溶液１（モノマー相）：５００ｍＬのデュランフラスコに、３６．８ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、２．６ｇのアクリル酸、３９．４ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１１８．３ｇのＨ２Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：７．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、９５．６ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、１０４．３ｇの鉱油、および４１７．２ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、１Ｌのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：５２０ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および４０ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例２）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた１Ｌのジャケット付き円筒型反応器に充填し、２２℃で１００ｒｐｍで８０分間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で３０分間パージした後、５５ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで２０時間加熱した。
再分散および分析：粗生成物を、２×１Ｌの遠心分離フラスコに分け、３６００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させた。次いで、再分散した粒子を、合計４×１Ｌの遠心分離ボトルに分け、イソプロパノールで４回およびＨ2Ｏで８回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝１６．１で１．６２μｍと判定された。
実施例１０
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．７ｇのアクリル酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３３ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３６ｇの鉱油、および１４４ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、６２ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：７７ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、続いて、イソプロパノール中で合計３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、再分散した粒子を、１Ｌの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで２回洗浄した。続いて、バッチを３×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、さらに１回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．４％で０．３７μｍと判定された。
実施例１１
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、１．９ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、１．９ｇのアクリル酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１０と同様。
再分散および分析：実施例１０と同様であるが、７８ｇの原油を使用する。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．６％で０．４３μｍと判定された。
実施例１２
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、２．８ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．９ｇのアクリル酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１０と同様。
再分散および分析：実施例１０と同様であるが、７８ｇの原油を使用する。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．２％で０．４３μｍと決定された。
実施例１３
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのＤｕｒａｎフラスコに、３．７ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３３ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３６ｇの鉱油、および１４４ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、６２ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：７８ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．４％で０．４３μｍと判定された。
実施例１４
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．４ｇのヒドロキシエチルアクリルアミド（ＨＥＡＡｍ）、０．３ｇのアクリル酸（ＡＡ）、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１３と同様。
再分散および分析：７７ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的にＨ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝６．１％で０．４１μｍと判定された。
実施例１５
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．４ｇのＮ－［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド（ＴＨＭＡＡｍ）、０．３ｇのアクリル酸（ＡＡ）、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１３と同様。
再分散および分析：７８ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．７％で０．４２μｍと判定された。
実施例１６
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．２ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．５ｇのフマル酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。混合物を４０℃まで加熱し、すべてが溶解するまで、磁気撹拌棒で混合した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３３ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３５ｇの鉱油、および１４０ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、２５０ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、６５ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：７７ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．５％で０．４４μｍと判定された。
実施例１７
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．１ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．６ｇのイタコン酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１６と同様。
再分散および分析：７７ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．４％で０．４７μｍと判定された。
実施例１８
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．２ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．５ｇのビニルホスホン酸、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１６と同様。
再分散および分析：７７ｇの粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させ、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。再分散した粒子を、イソプロパノールで３回洗浄した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、合計３×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、５０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。標準に対する相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．３％で０．４２μｍと判定された。
実施例１９
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、０．６ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、１．２ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および２２．２ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３２ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３５ｇの鉱油、および１４０ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６５ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、５７ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、７１ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。粒子をＨ2Ｏ中に再度分散させ、合計４×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、遠心分離した。洗浄した再分散した粒子を、Ｈ2Ｏでさらに３回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２３枚の画像から画像統計を収集して、０．８５μｍのモード径を得た。
実施例２０
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、１．８ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、２．５ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１９．７ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例１９と同様。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、７０ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。これをさらに２回繰り返した後に、粒子懸濁液を合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分けて、遠心分離した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２５枚の画像から画像統計を収集して、０．８３μｍのモード径を得た。
実施例２１
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、４．２ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、４．９ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１４．８ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３３ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３５ｇの鉱油、および１４０ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、５８ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、７１ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。これをさらに２回繰り返した後に、粒子懸濁液を合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分けて、遠心分離した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、１８枚の画像から画像統計を収集して、０．８２μｍのモード径を得た。
実施例２２
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、５．５ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、６．２ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１２．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例２１と同様。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、６８ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。これをさらに２回繰り返した後に、粒子懸濁液を合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分けて、遠心分離した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２２枚の画像から画像統計を収集して、０．８６μｍのモード径を得た。
実施例２３
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．１ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：２．６ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、３２ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、３５ｇの鉱油、および１４０ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、４００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：６６ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および９．９ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに充填し、２０℃で１００ｒｐｍで１時間撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で１５分間パージした後、５８ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、７０ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。これをさらに２回繰り返した後に、粒子懸濁液を合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分けて、遠心分離した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２２枚の画像から画像統計を収集して、０．８４μｍのモード径を得た。
実施例２４
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、３．１ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．７ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、３．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および１７．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例２３と同様。
再分散および分析：１Ｌの遠心分離フラスコに、７１ｇの粗生成物、５００ｍＬのＨ2Ｏ、および３００ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。フラスコを振盪台上に置き、続いて、遠心分離した。２－ＢｕＯＨを除去し、１５０ｍＬの２－ＢｕＯＨを添加した。これをさらに２回繰り返した後に、粒子懸濁液を合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分けて、遠心分離した。粒子をＨ2Ｏ中に再分散させ、遠心分離した。再分散した粒子を、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２５枚の画像から画像統計を収集して、０．８５μｍのモード径を得た。
実施例２５
溶液１（モノマー相）：５００ｍＬのデュランフラスコに、２８．６ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．９５ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、１９．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および２９．４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：３．８ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、４８ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、５３ｇの鉱油、および２１０ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、６００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：２６２ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行った。次のステップにおいて、溶液３および４０ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた１Ｌのジャケット付き丸底フラスコに充填し、２２℃で１００ｒｐｍで一晩撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で３０分間パージした後、６４ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：粗生成物を、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、５０００ｒｐｍで１５分間および７０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させた。次いで、再分散した粒子を、合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、イソプロパノールで４回、Ｈ2Ｏで６回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。次いで、粒子を、３つの異なる濾過メッシュ布：Ｓｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－６４／３２、Ｓｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－３０／１８、およびＳｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－１／１を通して濾過した。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、１８枚の画像から画像統計を収集して、０．９１μｍのモード径を得た。ＣＰＳ方法３を用いた相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝６．２％で０．５４μｍと判定された。
実施例２６
溶液１（モノマー相）：５００ｍＬのデュランフラスコに、２７．０ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、２．６ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、１９．７ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および４９．３ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）、溶液３（乳剤）：実施例２５と同様。
再分散および分析：粗生成物を、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、５０００ｒｐｍで２５分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させた。次いで、再分散した粒子を、合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、イソプロパノールで４回、Ｈ2Ｏで５回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。次いで、粒子を、２つの異なる濾過メッシュ布：Ｓｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－３０／１８およびＳｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－１／１を通して濾過した。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、２１枚の画像から画像統計を収集して、０．９０μｍのモード径を得た。ＣＰＳ方法３を用いた相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝５．２％で０．５３μｍと判定された。
実施例２７
溶液１（モノマー相）：５００ｍＬのデュランフラスコに、２４．８ｇのヒドロキシメチルアクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、５．０ｇのアクリルアミドプロピオン酸（ＡＡＰＡ）、１９．９ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および４９．７ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：３．８ｇの２，２’－アゾジ（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、５２ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、５７ｇの鉱油、および２２８ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、１０００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：２８４ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。さらなる乳化は、周期設定０．９および振幅設定４０％のＨｉｅｌｓｃｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙのＵＰ ２００ｓを用いた超音波処理によって行われた。次のステップにおいて、溶液３および１７ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた１Ｌのジャケット付き丸底フラスコに充填し、２５℃で１００ｒｐｍで一晩撹拌した。最後に、フラスコをＡｒ（ｇ）で３０分間パージした後、６２ｒｐｍで撹拌しながら７０℃まで７時間加熱した。
再分散および分析：粗生成物を、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、３０００ｒｐｍで２０分間および５０００ｒｐｍで１０分間遠心分離した。上清を除去し、粒子をイソプロパノール中に再分散させた。次いで、再分散した粒子を、合計６×２５０ｍＬの遠心分離ボトルに分け、イソプロパノールで４回、Ｈ2Ｏで６回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。次いで、粒子を、２つの異なる濾過メッシュ布：Ｓｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－３０／１８およびＳｅｆａｒ Ｎｉｔｅｘ ０３－１／１を通して濾過した。生成物を、光学顕微鏡およびディスク遠心分離機を用いて分析した。再分散した生成物を、１５０ｍＭのＮａＣｌ溶液中０．０１重量％の濃度に希釈することによって、明視野顕微鏡法を行い、３０枚の画像から画像統計を収集して、１．０μｍのモード径を得た。ＣＰＳ方法３を用いた相対ディスク遠心分離機直径は、ＣＶ＝６．３％で０．５７μｍと判定された。
ポリマー粒子の磁化
実施例２８
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の９．８ｇの粒子懸濁液（実施例３、３．１％の乾燥含量）を充填し、Ａｒ（ｇ）で２０分間パージした後に、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを添加した。混合物を、２５０ｒｐｍで１０分間撹拌し、１．２４ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで１２回洗浄した。バッチの１ｍＬの試料を、２ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例２９
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７．５ｇの粒子懸濁液（実施例４、４．０％の乾燥含量）および２．４ｍＬのＨ2Ｏを充填し、Ａｒ（ｇ）で２０分間パージした後に、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを添加した。混合物を、２５０ｒｐｍで１０分間撹拌し、１．２４ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで１２回洗浄した。バッチの１ｍＬの試料を、２ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例３０
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の６．０ｇの粒子懸濁液（実施例５、５．０％の乾燥含量）および３．８ｍＬのＨ2Ｏを充填し、Ａｒ（ｇ）で２０分間パージした後に、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを添加した。混合物を、２５０ｒｐｍで１０分間撹拌し、１．２４ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで１２回洗浄した。バッチの１ｍＬの試料を、２ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例３１
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の９．７ｇの粒子懸濁液（実施例６、３．１％の乾燥含量）、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、２５０ｒｐｍで５分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で２５分間パージした。最終的に、１．２４ｍＬのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例３２
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の９．５ｇの粒子懸濁液（実施例７、３．１％の乾燥含量）、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、２５０ｒｐｍで５分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で２５分間パージした。最終的に、１．２４ｍＬのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例３３
磁化：機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の９．１ｇの粒子懸濁液（実施例８、３．１％の乾燥含量）、０．１８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および０．２０ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、２５０ｒｐｍで５分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で２５分間パージした。最終的に、１．２４ｍＬのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに添加し、Ｈ2Ｏで７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例３４
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７２ｇの粒子懸濁液（実施例２５、５．６％の乾燥含量）、２．４ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および２．７ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、１５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、Ｈ2Ｏで１５回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、１９０ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、６４・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、１６．０Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例３５
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７２ｇの粒子懸濁液（実施例２５、５．６％の乾燥含量）、４．８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および５．４ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、３０ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、Ｈ2Ｏで３０回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、２５５ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、７２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、２１．５Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例３６
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７２ｇの粒子懸濁液（実施例２５、５．６％の乾燥含量）、７．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および８．２ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、４５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、Ｈ2Ｏで４５回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、３３６ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、８１・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３０．５Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例３７
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７１ｇの粒子懸濁液（実施例２６、５．６％の乾燥含量）、７．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および８．２ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、４５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、合計６５回洗浄した（Ｈ2Ｏで５回、続いて、１Ｍ酢酸中で１回、Ｈ2Ｏで５９回）。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、２４８ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は６２・１０-5ｍ3／ｋｇ、１００００ Ｏｅでの飽和磁化は２０．６Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例３８
磁化：機械的撹拌機を備えた１００ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３９ｇの粒子懸濁液（実施例２７、５．１％の乾燥含量）、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×２５０ｍＬの遠心分離フラスコに分け、６５回洗浄した（Ｈ2Ｏで５回、続いて、１Ｍ酢酸中で１回、Ｈ2Ｏで５９回）。磁化率は、７２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、２４．７Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例３９
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３５ｇの粒子懸濁液（実施例１９、１．７％の乾燥含量）、３３ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで２８回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、４７８ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、７２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３７．８Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４０
磁化：機械的撹拌機を備えた１００ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４２ｇの粒子懸濁液（実施例２０、１．８％の乾燥含量）、１．５ｇのＨ2Ｏ、２．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および２．６ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、１４ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで２７回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、３６３ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、６７・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３１．０Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４１
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の５８ｇの粒子懸濁液（実施例２３、４．１％の乾燥含量）、９．４ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで２７回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、２３３ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、５３・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、２０．２Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４２
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の６８ｇの粒子懸濁液（実施例２１、３．５％の乾燥含量）、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで３８回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、１７７ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、４２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、１５．０Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４３
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の５８ｇの粒子懸濁液（実施例２２、５．１％の乾燥含量）、９．０ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで３８回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、２０５ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、５２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、１６．６Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４４
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の５１ｇの粒子懸濁液（実施例２４、３．５％の乾燥含量）、１７ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで９回、０．０１Ｍクエン酸緩衝液（ｐＨ５．３）で２回、さらにＨ2Ｏで２７回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、２８８ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、６８・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、２３．８Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例４５
磁化：機械的撹拌機を備えた１Ｌの円筒型反応器に、Ｈ2Ｏ中の２５２ｇの粒子懸濁液（実施例９、５．６％の乾燥含量）、１８．４ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および２０．５ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、１１２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２×１Ｌの遠心分離フラスコに分け、Ｈ2Ｏで３３回洗浄した。
実施例４６
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４４ｇの粒子懸濁液（実施例１０、４．５％の乾燥含量）、３１ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで２１回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例４７
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３７ｇの粒子懸濁液（実施例１１、５．６％の乾燥含量）、３９ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３０回洗浄した。
実施例４８
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３４ｇの粒子懸濁液（実施例１２、５．６％の乾燥含量）、４１ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３０回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例４９
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４２ｇの粒子懸濁液（実施例１３、４．７％の乾燥含量）、３３ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３４回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例５０
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４４ｇの粒子懸濁液（実施例１４、４．５％の乾燥含量）、３１ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで４０回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例５１
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４４ｇの粒子懸濁液（実施例１５、４．５％の乾燥含量）、３１ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで４０回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例５２
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３５ｇの粒子懸濁液（実施例１６、５．６５％の乾燥含量）、４０ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで２７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例５３
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４５ｇの粒子懸濁液（実施例１７、４．４７％の乾燥含量）、３０ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで２７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
実施例５４
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の４９ｇの粒子懸濁液（実施例１８、４．１２％の乾燥含量）、２６ｇのＨ2Ｏ、３．７ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および４．１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１５０ｒｐｍで１０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で３０分間パージした。最終的に、撹拌速度を２５０ｒｐｍに設定し、２２ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、２５０ｍＬの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで２７回洗浄した。バッチの１．５ｍＬの試料を、１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに添加し、ＤｙｎａＭａｇ（商標）－２マグネット上に置き、１分以内に、試料は完全に磁石の方へ移動した。
エポキシコーティングポリマー粒子
実施例５５－ポリアクリルアミド粒子のトシル活性化
アセトン（４６．７ｍＬ）中の実施例９の粒子の１３重量％溶液に、０．７ｇのピリジンおよび１．４ｇのｐ－トルエンスルホニルクロリドを撹拌しながら添加した。次いで、反応物をさらに室温で一晩撹拌した。完了時に、上清を除去し、４×２５０ｍＬのアセトンで洗浄することによってワークアップを行った。
実施例５６－トシル化ポリアクリルアミド粒子のアミノ化
アセトン中の実施例５５の５ｇのトシル化粒子から溶媒を除去し、続いて、合計７５ｇの２，２’－（エチレンジオキシ）ビス（エチルアミン）（ＥＤＥＡ）中に再懸濁した。混合物を７２℃で４時間撹拌した。反応生成物を、３×３００ｍＬのＨ2Ｏ、３×３００ｍＬの１０ｍＭ酢酸（水溶液）、３×３００ｍＬのＨ2Ｏ、最後に４×３００ｍＬのＮ－メチルピロリジノンで洗浄した。
実施例５７－アミノ化ポリアクリルアミド粒子のエポキシコーティング
２６５．５ｇのＮＭＰ中の４．１ｇの実施例５６のアミノ化粒子から２３５ｇの溶媒を除去し、残りの８．５ｇの１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、３．３ｇのグリシドール、および６．１ｇのメタクリル酸グリシジルを撹拌しながら添加した。５分後、温度を８７℃に上げ、混合物を２０時間撹拌した。その後、反応生成物を３０分間冷却し、次いで、２００ｍＬのアセトン、２×２００ｍＬのメタノール、２×２００ｍＬの３０：７０のメタノール：イソプロパノール、および４×２００ｍＬのイソプロパノールで洗浄した。
実施例５８－ポリアクリルアミド粒子へのアクリル酸のグラフト化
５２ｍｇの２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）（ＡＩＢＮ）を、撹拌することによって２０ｇのイソプロパノールに溶解し、これを４７ｇのイソプロパノール中の４．３ｇの実施例５７の粒子に添加した。１．１ｍＬのアクリル酸を導入し、混合物を撹拌しながら７２℃まで加熱し、所望の温度に達した後、反応を２０時間続けた。続いて、それを２０分間冷却させ、２×３００ｍＬのイソプロパノールおよび３×２００ｍＬのメタノールで洗浄した。
実施例５９－ポリアクリルアミド粒子の一段階エポキシコーティング
アセトニトリル（１．４２ｍＬ）中の実施例３５の粒子の１０重量％溶液に、０．１２ｇの１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、０．０５ｇのグリシドール、および０．０９ｇのメタクリル酸グリシジルを添加した。この後、０．０３ｇのルチジンおよび０．０５ｇのｐ－トルエンスルホン酸一水和物も添加し、反応物を７０℃で１９時間振盪した。冷却した後、４×５ｍＬのアセトンで洗浄することによって、反応物をワークアップした。
シリカコーティングポリマー粒子
実施例６０
機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、１．５ｇのＮａ2ＳｉＯ3、および１０ｍＬのＨ2Ｏを充填した。溶液のｐＨを１ＭのＨＣｌでｐＨ１２～１３に調整した後に、７．８ｇの実施例３５の粒子（乾燥含量６．４重量％）を添加した。混合物を２００ｒｐｍで１０分間撹拌した後、フラスコを６０℃に予熱した油浴へと下げた。次いで、１Ｍ ＨＣｌを滴下してｐＨをｐＨ６に調整した。次いで、混合物を１５分間撹拌した後、反応混合物を１００ｍＬのデュランフラスコに移し、Ｈ2Ｏ中で５回の磁気シフトを行った。ＳｉＯ2のコーティングは、乾燥試料について行ったＦＴＩＲ分光法において１０９４ｃｍ-1にピークの出現によって確認された。
実施例６１
機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、０．５ｇのＮａ2ＳｉＯ3、および１０ｍＬのＨ2Ｏを充填した。溶液のｐＨを１ＭのＨＣｌでｐＨ１２～１３に調整した後に、７．８ｇの実施例３５の粒子（乾燥含量６．４重量％）を添加した。混合物を２００ｒｐｍで５分間撹拌した後、フラスコを６０℃に予熱した油浴へと下げた。次いで、１Ｍ ＨＣｌを滴下してｐＨをｐＨ２．５に調整した。次いで、混合物を５分間撹拌した後、反応混合物を２５０ｍＬのデュランフラスコに移し、Ｈ2Ｏ中で７回の磁気シフトを行った。ＳｉＯ2のコーティングは、乾燥試料について行ったＦＴＩＲ分光法において１０９４ｃｍ-1にピークの出現によって確認された。
実施例６２
機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに、０．５ｇのＮａ2ＳｉＯ3、および１０ｍＬのＨ2Ｏを充填した。溶液のｐＨを１ＭのＨＣｌでｐＨ１２～１３に調整した後に、８．９ｇの実施例２６の粒子（乾燥含量５．６重量％）を添加した。混合物を２００ｒｐｍで５分間撹拌した後、フラスコを６０℃に予熱した油浴へと下げた。次いで、１Ｍ ＨＣｌを滴下してｐＨをｐＨ２．５に調整した。次いで、混合物を５分間撹拌した後、反応混合物を２５０ｍＬの遠心フラスコに移し、Ｈ2Ｏ中で５回の遠心シフトを行った。ＳｉＯ2のコーティングは、乾燥試料について行ったＦＴＩＲ分光法において１０９４ｃｍ-1にピークの出現によって確認された。
実施例６３－シラン経路
２０ｍＬのスクリュートップバイアルに、７．８ｇの実施例３５の粒子（乾燥含量６．４重量％）を充填し、メタノールで３回の磁気シフトおよびジプロピレングリコールジメチルエーテルにおける５回の磁気シフトを行った。次いで、懸濁液を、機械的撹拌機を備えた５０ｍＬの三口丸底フラスコに移し、続いて、４．７ｇのオルトケイ酸テトラエチルおよび８０μＬのＨ2Ｏを添加した。次いで、反応物を１３０℃まで加熱し、一晩撹拌した。続いて、反応混合物を２０ｍＬのスクリュートップバイアルに移し、ジプロピレングリコールジメチルエーテルで５回の磁気シフトおよびＨ2Ｏ中で５回の磁気シフトを行った。最終的に、粒子懸濁液を３日間撹拌した。ＳｉＯ2のコーティングは、乾燥試料について行ったＦＴＩＲ分光法において１０９４ｃｍ-1にピークの出現によって確認された。
抗体カップリングおよび機能アッセイ法
実施例６４
以下の手順に従って、抗ＴｎＩ ｍＡｂを、実施例３４、３５、および３６の粒子に結合させた。２ｍＬのＳａｒｓｔｅｄｔチューブに、５ｍｇのビーズ（５００μｌの１％ストック溶液）を充填した。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、１ｍＬの１５ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ６．０）を添加した。ＭＥＳ緩衝液洗浄ステップを３回繰り返した後、２０５μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。続いて、４５μＬのＥＤＣ（Ｈ2Ｏ中２０ｍｇ／ｍＬ）を添加し、チューブをボルテックスした後、室温で３０分間ローラー上でインキュベートした。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、続いて２００μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。５２μＬの抗ＴｎＩ ｍＡｂ ＳＤＩＸ（３．８ｍｇ／ｍＬ）をチューブに添加し、チューブをボルテックスした後、室温で２時間ローラー上でインキュベートした。次いで、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液（１４０ｍＭのＮａＣｌを含む５０ｍＭのトリス－ＨＣｌ ｐＨ７．４、および０．１％のＴｗｅｅｎ－２０）で２回洗浄し、続いてＴＢＳＴ緩衝液に３７℃で一晩ローラー上で再懸濁する。最終的に、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液で最後に洗浄した後、９８５μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁して、５ｍｇ／ｍＬの粒子懸濁液を得た。
実施例６５
以下の手順に従って、抗ｈＧＨ ｍＡｂ ＧｈＧ２を、実施例３４、３５、および３６の粒子に結合させた。２ｍＬのＳａｒｓｔｅｄｔチューブに、５ｍｇの粒子（５００μｌの１％ストック溶液）を充填した。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、１ｍＬの１５ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ６．０）を添加した。ＭＥＳ緩衝液洗浄ステップを３回繰り返した後、２０５μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。続いて、４５μＬのＥＤＣ（Ｈ2Ｏ中２０ｍｇ／ｍＬ）を添加し、チューブをボルテックスした後、室温で３０分間ローラー上でインキュベートした。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、続いて１９０μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。６０μＬの抗ｈＧＨ ｍＡｂ ＧｈＧ２（３．５ｍｇ／ｍＬ）をチューブに添加し、チューブをボルテックスした後、室温で２時間ローラー上でインキュベートした。次いで、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液（１４０ｍＭのＮａＣｌを含む５０ｍＭのトリス－ＨＣｌ ｐＨ７．４、および０．１％のＴｗｅｅｎ－２０）で２回洗浄し、続いてＴＢＳＴ緩衝液に３７℃で一晩ローラー上で再懸濁する。最終的に、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液で最後に洗浄した後、９８５μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁して、５ｍｇ／ｍＬの粒子懸濁液を得た。
実施例６６
以下の手順に従って、抗ＴｎＩ ｍＡｂを、実施例３４、３７、および３８の粒子に結合させた。２ｍＬのＳａｒｓｔｅｄｔチューブに、５ｍｇの粒子（５００μｌの１％ストック溶液）を充填した。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、１ｍＬの１５ｍＭ ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ６．０）を添加した。ＭＥＳ緩衝液洗浄ステップを３回繰り返した後、２０５μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。続いて、４５μＬのＥＤＣ（Ｈ2Ｏ中２０ｍｇ／ｍＬ）を添加し、チューブをボルテックスした後、室温で３０分間ローラー上でインキュベートした。チューブを磁石上に置き、上清を除去し、続いて２０５μＬのＭＥＳ緩衝液に再懸濁した。４２．５μＬの抗ＴｎＩ ｍＡｂ ＳＤＩＸ（４．７ｍｇ／ｍＬ）をチューブに添加し、チューブをボルテックスした後、室温で２時間ローラー上でインキュベートした。次いで、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液（１４０ｍＭのＮａＣｌを含む５０ｍＭのトリス－ＨＣｌ ｐＨ７．４、および０．１％のＴｗｅｅｎ－２０）で２回洗浄し、続いてＴＢＳＴ緩衝液に３７℃で一晩ローラー上で再懸濁した。最終的に、粒子を１ｍＬのＴＢＳＴ緩衝液で最後に洗浄した後、９８５μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁して、５ｍｇ／ｍＬのビーズ懸濁液を得た。
実施例６７
９６ウェルマイクロプレート（Ｇｒｅｉｎｅｒ－ｂｉｏ－ｏｎｅ）を実験のために使用し、粒子の各バッチについて、４つの異なる抗原濃度（０、５ｎｇ／ｍＬ、５０ｎｇ／ｍＬ、および１００ｎｇ／ｍＬのウシ血清中の組換えヒト成長ホルモン）を三重にスクリーニングした。５０μＬの抗原溶液および５０μＬの検出抗体（ｍＡｂ ＧｈＢ９－ＡＰ）の各ウェルに、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で１５分間インキュベートした。続いて、実施例６５に従って調製した抗ｈＧＨ ｍＡｂ ＧｈＧ２とカップリングした１００μＬの懸濁粒子を添加し、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で３０分間インキュベートした。マイクロプレートを磁石上に置き、上清を除去し、ビーズを３×２００μＬのＴＢＳＴ緩衝液で洗浄した後、最終的に、２０μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁した。最終的に、基質（ＤｙｎａＬｉｇｈｔ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｗ／ＲａｐｉｄＧｌｏｗ）を添加し、プレートをＢｉｏＴｅｋ Ｓｙｎｅｒｇｙ（商標）４プレートリーダー上で読み込んだ。得られた結果を図６に示す。
実施例６８
９６ウェルマイクロプレート（Ｇｒｅｉｎｅｒ－ｂｉｏ－ｏｎｅ）を実験のために使用し、粒子の各バッチについて、４つの異なる抗原濃度（０、０．５ｎｇ／ｍＬ、５ｎｇ／ｍＬ、および５０ｎｇ／ｍＬのウシ血清中のヒト心筋トロポニンＩＴＣ複合体）を三重にスクリーニングした。５０μＬの抗原溶液および５０μＬの検出抗体（ｍＡｂ ５６０）の各ウェルに、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で１０分間インキュベートした。続いて、実施例６５６４に従って調製した抗ＴｎＩ ｍＡｂ ＳＤＩＸとカップリングした１００μＬの懸濁粒子を添加し、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で３０分間インキュベートした。マイクロプレートを磁石上に置き、上清を除去し、ビーズを３×２００μＬのＴＢＳＴ緩衝液で洗浄した後、最終的に、２０μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁した。最終的に、基質（ＤｙｎａＬｉｇｈｔ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｗ／ＲａｐｉｄＧｌｏｗ）を添加し、プレートをＢｉｏＴｅｋ Ｓｙｎｅｒｇｙ（商標）４プレートリーダー上で読み込んだ。得られた結果を図７に示す。
実施例６９
９６ウェルマイクロプレート（Ｇｒｅｉｎｅｒ－ｂｉｏ－ｏｎｅ）を実験のために使用し、粒子の各バッチについて、４つの異なる抗原濃度（０、０．５ｎｇ／ｍＬ、５ｎｇ／ｍＬ、および５０ｎｇ／ｍＬのウシ血清中のヒト心筋トロポニンＩＴＣ複合体）を三重にスクリーニングした。５０μＬの抗原溶液および５０μＬの検出抗体（ｍＡｂ ５６０）の各ウェルに、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で１０分間インキュベートした。続いて、実施例６５６６に従って調製した抗ＴｎＩ ｍＡｂ ＳＤＩＸとカップリングした１００μＬの懸濁粒子を添加し、プレートをテープで密封し、振盪機上で３７℃で３０分間インキュベートした。マイクロプレートを磁石上に置き、上清を除去し、ビーズを３×２００μＬのＴＢＳＴ緩衝液で洗浄した後、最終的に、２０μＬのＴＢＳＴ緩衝液に再懸濁した。最終的に、基質（ＤｙｎａＬｉｇｈｔ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｗ／ＲａｐｉｄＧｌｏｗ）を添加し、プレートをＢｉｏＴｅｋ Ｓｙｎｅｒｇｙ（商標）４プレートリーダー上で読み込んだ。得られた結果を図８に示す。
実施例７０
９６ウェルマイクロプレート（Ｇｒｅｉｎｅｒ－ｂｉｏ－ｏｎｅ）を実験のために使用し、実施例３４、３５、および３６の粒子の非特異的結合を評価し、市販のＤｙｎａｂｅａｄｓ（登録商標）ＭｙＯｎｅ（商標）エポキシと比較した。最初に、１０μＬのビーズ懸濁液（１０ｍｇ／ｍＬ）を、９９０μＬのＴＢＳＴ緩衝液で希釈し、マイクロウェルまで各粒子バッチを三重に評価した。続いて、１００μＬのＡＥコンジュゲート（３０ｍＭ ＭＥＳ緩衝液中で希釈したアクリジニウムエステル（ＡＥ）にコンジュゲートしたマウスＩｇＧ）を添加し、プレートをテープで密封し、３７℃で３０分間インキュベートした。プレートを磁石上に置き、上清を除去し、続いてＴＢＳＴ緩衝液中で３×３００μＬで洗浄した。最終的に、粒子を、振盪機を用いて２０μＬのＴＢＳＴに再懸濁し、続いて、７５μＬの１．３２％のＨ2Ｏ2および７５μＬの０．３５Ｎ ＮａＯＨのトリガー溶液を添加し、プレートを、Ｂｅｒｔｈｏｌｄ Ｃｅｎｔｒｏ ＬＢ ９６０マイクロプレート照度計で読み取った。
結果を図９に示し、これは、実施例３４、３５、および３６のそれぞれの粒子が、ＭｙＯｎｅ（商標）エポキシ粒子よりも低いレベルの非特異的結合を有することを示す。これらの結果は、図６～８に示される結果と合わせて、本発明の粒子がアッセイ法および関連するビーズベースの分離用途に有用であることを示す。
シード粒子の合成
実施例７１
機械的アンカー撹拌機および凝縮器を備えた２Ｌのジャケット付き丸底フラスコに、３４．６ｇの蒸留Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、２７．７ｇのＫｒａｔｏｎ Ｇ１６５０、１．４ｇの２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオニトリル）、７４７ｇのヘプタン、１８７ｇのトルエン、および１．２ｇの１－オクタンチオールを充填した。すべてが溶解したら、反応混合物を、Ａｒ（ｇ）で６０分間パージした。次いで、反応物を、反応器に接続した温度制御水浴を用いて７１℃まで加熱し、３５０ｒｐｍで撹拌しながら２０時間加熱した。得られた分散液を、動的光散乱によって分析して、３８２ｎｍのｚ平均直径を得た。
低分子量シード粒子からのポリマー粒子の合成
実施例７２
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、５．０ｇのＮ－（ヒドロキシメチル）－アクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、２．４ｇのビニルイミダゾール（ＶＩｍ）、７．４ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および３４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：６０ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、６６ｇの鉱油、５．０ｇの２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）、および２６３ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）を、５００ｍＬのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：１２７ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。次のステップにおいて、溶液３および２４ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例７１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた５００ｍＬのジャケット付き反応容器に充填し、室温で１００ｒｐｍで１時間撹拌し、２５分間Ａｒ（ｇ）パージした。最終的に、６０ｒｐｍで７時間撹拌しながら加熱を７０℃に設定した。
再分散：粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離に添加し、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、イソプロパノールで３回、Ｈ2Ｏで４回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例７３
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、６．９ｇのＮ－（ヒドロキシメチル）－アクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、０．４８ｇのビニルイミダゾール（ＶＩｍ）、７．４ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および３４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：実施例７２と同様。
溶液３（乳剤）：１２７ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。次のステップにおいて、溶液３および２４ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例７１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた５００ｍＬのジャケット付き反応容器に充填し、室温で１００ｒｐｍで１時間撹拌し、２５分間Ａｒ（ｇ）パージした。最終的に、６０ｒｐｍで７時間撹拌しながら加熱を７０℃に設定した。
再分散：粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離に添加し、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、イソプロパノールで３回、Ｈ2Ｏで４回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例７４
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、５．２ｇのＮ－（ヒドロキシメチル）－アクリルアミド（ＨＭＡＡｍ）、１．２ｇのビニルイミダゾール（ＶＩｍ）、０．９３ｇのｏｇアクリル酸、７．４ｇのＮ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド（ＥＧＢＥＡＡｍ）、および３４ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を振盪した。
溶液２（安定剤）：実施例７２と同様。
溶液３（乳剤）：１２７ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。次のステップにおいて、溶液３および２４ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例７１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた５００ｍＬのジャケット付き反応容器に充填し、室温で１００ｒｐｍで１時間撹拌し、２５分間Ａｒ（ｇ）パージした。最終的に、６０ｒｐｍで７時間撹拌しながら加熱を７０℃に設定した。
再分散：粗生成物を、２５０ｍＬの遠心分離に添加し、３０００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、イソプロパノールで３回、Ｈ2Ｏで４回洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
実施例７５
溶液１（モノマー相）：２５０ｍＬのデュランフラスコに、２．８７５ｇのアクリル酸（ＡＡ）、８．６５１ｇのＮ－アクリロイルモルホリン、３．８２０ｇのＤＨＥＢＡ、および６１．１９ｇのＨ2Ｏを充填した。すべてが溶解するまで、混合物を、６１℃で振盪した。
溶液２（安定剤）：９６．６２ｇのＡｂｉｌ ＷＥ０９、１０５．０９ｇの鉱油、４２０．３２ｇのジエチルヘキシルカーボネート（Ｔｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣ）、および７．９３８ｇのＡＭＢＮを、１Ｌのビーカーに添加し、すべてが溶解するまで磁気撹拌棒で混合した。
溶液３（乳剤）：１９８．２０ｇの溶液２を溶液１に添加し、続いて、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて１分間混合した。次のステップにおいて、溶液３および３６．７０ｇのＰＤＭＡＡｍシード（実施例７１）を、凝縮器、機械的撹拌機、およびガス導入口を備えた３００ｍＬの反応器に充填し、室温で１００ｒｐで１時間１５分間撹拌した。最終的に、フラスコをＡｒ（ｇ）で３０分間パージした後、５０ｒｐｍで７時間撹拌しながら７０℃まで加熱した。
再分散：粗生成物を、１Ｌの遠心分離フラスコに添加し、５０００ｒｐｍで４０分間遠心分離した。上清を除去し、生成物を、イソプロパノールで３回、Ｈ2Ｏで３回さらに洗浄した後に、最終的に、Ｈ2Ｏ中に再分散させた。
ポリマー粒子の磁化
実施例７６
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の８９ｇの粒子懸濁液（実施例７２、３．４％の乾燥含量）、２６ｇのＨ2Ｏ、７．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および８．２ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１００ｒｐｍで１時間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で４５分間パージした。最終的に、撹拌速度を３２０ｒｐｍに設定し、４５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、１Ｌの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３５回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、４１２ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、７２・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３３Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例７７
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の７２ｇの粒子懸濁液（実施例７３、４．２％の乾燥含量）、４３ｇのＨ2Ｏ、７．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および８．２ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１００ｒｐｍで１時間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で４５分間パージした。最終的に、撹拌速度を３２０ｒｐｍに設定し、４５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、１Ｌの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３５回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、４０４ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、７６・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３３Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例７８
磁化：機械的撹拌機を備えた２５０ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の９１ｇの粒子懸濁液（実施例７４、３．３％の乾燥含量）、２４ｇのＨ2Ｏ、７．３ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および８．２ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１００ｒｐｍで１時間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で４５分間パージした。最終的に、撹拌速度を３２０ｒｐｍに設定し、４５ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、１Ｌの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３５回洗浄した。乾燥粒子中のＦｅ含有量は、３９９ｍｇ／ｇであると判定し、磁化率は、７０・１０-5ｍ3／ｋｇであり、１００００Ｏｅでの飽和磁化は、３１Ａｍ2／ｋｇであった。
実施例７９
磁化：機械的撹拌機を備えた１００ｍＬの三口丸底フラスコに、Ｈ2Ｏ中の３６．１０ｇの粒子懸濁液（実施例７５、２．８１％の乾燥含量）、３３．０２ｇのＨ2Ｏ、２．４７８ｇのＦｅＣｌ2×４Ｈ2Ｏ、および２．７９１ｇのＦｅＣｌ3×６Ｈ2Ｏを充填した。混合物を、１００ｒｐｍで５０分間撹拌した後、Ａｒ（ｇ）で４０分間パージした。最終的に、撹拌速度を３００ｒｐｍに設定し、１５．１８ｇのＮＨ3（２５％）を添加し、反応をＡｒ（ｇ）下で１時間２０分進行させた。
ワークアップおよび分析：バッチを、１Ｌの遠心分離フラスコに移し、Ｈ2Ｏで３０回洗浄した。
さらなる実施形態
本開示はまた、以下の番号が付された項に記載されている実施形態を含む。
１．磁性材料と、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成されたポリマーと
を含む、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子。
２．前記親水性ビニルモノマーが約０．３未満のｌｏｇ Ｐを有し、任意に前記ｌｏｇ Ｐが約０未満である、項１に記載のポリマー粒子。
３．前記親水性ビニルモノマーが０．５～－２のｌｏｇ Ｐを有し、任意に前記ｌｏｇ Ｐが０～－２である、項１または２に記載のポリマー粒子。
４．前記親水性ビニルモノマーがアクリルアミドモノマーおよび／またはアクリレートモノマーである、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
５．前記親水性ビニルモノマーが、式（Ｉ）：
の少なくとも１つの化合物を含み、
式中、
Ｒ1が、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ1aが、－Ｈまたは－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、
Ｒ1bが、－Ｃ（Ｏ）Ｒ2、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2、もしくは－Ｓ（Ｏ）2ＯＨであるか、または、Ｒ1aもしくはＲ1と組み合わされたＲ1bが、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ2が、－ＯＲ3または－Ｎ（Ｒ4）Ｒ5であり、
Ｒ3が、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、または－Ｃ1～Ｃ6アルコールであり、かつ
Ｒ4およびＲ5がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ハロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6アルコールから選択され、
Ｒ3および／またはＲ4および／またはＲ5が、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個の置換基で置換されていてもよく、Ｒaが独立して各出現においてＨおよびＣ1～Ｃ4アルキルから選択される、前記項いずれかに記載のポリマー粒子。
６．Ｒ1aが－ＨでありかつＲ1bが－Ｃ（Ｏ）Ｒ2であり、任意にＲ2が－ＯＲ3である、項４に記載のポリマー粒子。
７．Ｒ1bが－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）2である、項４に記載のポリマー粒子。
８．Ｒ3が－Ｈである、項５～７のいずれかに記載のポリマー粒子。
９．Ｒ4が－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり、任意にＲ4が－Ｈである、項５～８のいずれかに記載のポリマー粒子。
１０．Ｒ5が－Ｈまたは－Ｃ1～Ｃ6アルキルであり得、任意にＲ5が－Ｈである、項５～９のいずれかに記載のポリマー粒子。
１１．前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリルアミド、［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、もしくは２－ヒドロキシエチルアクリレートから選択されるかまたはそれを含み、任意に、前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド（プロプ－２－エンアミド）、ヒドロキシメチルアクリルアミド、トリスヒドロキシメチルメタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、無水イタコン酸、および無水マレイン酸から選択されるかまたはそれらのうちの１つを含む、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１２．前記親水性ビニルモノマーが第１級アミド基（－Ｃ（Ｏ）ＮＨ2）を含む、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１３．前記架橋剤が、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）：
のうちの少なくとも一方の化合物を含み、
式中、Ｒ6が、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルから選択され、このポリエーテルが、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
Ｒ7およびＲ8がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択されるか、またはＲ7およびＲ8が一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6シクロアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、ポリエーテルを形成し、このポリエーテルが２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
Ｒ9が、－Ｎ（Ｒ11）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2であり、
Ｒ10が、－Ｈおよび－Ｎ（Ｒ12）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2から選択され、かつ
Ｒ11およびＲ12がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択され、
任意に、Ｒ6、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10、Ｒ11、およびＲ12のうちの１つ以上が独立して、化学的に可能な場合、それぞれ独立して各出現においてオキソ、＝ＮＲa、＝ＮＯＲa、ハロ、ニトロ、シアノ、ＮＲaＲa、ＮＲaＳ（Ｏ）2Ｒa、ＮＲaＣＯＮＲaＲa、ＮＲaＣＯ2Ｒa、ＯＲa、ＳＲa、Ｓ（Ｏ）Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＯＲa、Ｓ（Ｏ）2Ｒa、Ｓ（Ｏ）2ＮＲaＲa、ＣＯ2ＲaＣ（Ｏ）Ｒa、ＣＯＮＲaＲa、Ｃ1～Ｃ4－アルキル、Ｃ2～Ｃ4－アルケニル、Ｃ2～Ｃ4－アルキニル、Ｃ1～Ｃ4ハロアルキルから選択される１～５個の置換基で置換され、Ｒaが独立して各出現においてＨ、Ｃ1～Ｃ4アルキル、およびＣ1～Ｃ4アルケニルから選択される、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１４．Ｒ6が、（ＣＨ2）r（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯ（ＣＨ2）sであり、
ｒおよびｓがそれぞれ独立して２または３であり、かつ
ｎが１～１００の整数であり、
任意に、ｒおよびｓがそれぞれ２でありかつｎが１～５０の整数である、項１３に記載の化合物。
１５．Ｒ7および／またはＲ8がＨである、項１３または１４に記載のポリマー粒子。
１６．前記架橋剤が、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、任意に約０．５未満のｌｏｇ Ｐ値、さらに任意に約０未満のｌｏｇ Ｐ値を有する、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１７．前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および／もしくはＮ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドであるまたはそれらを含むか、または、前記架橋剤が、１，２－ジヒドロキシビス－アクリルアミドであるまたはそれを含むか、または、架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）であるまたはそれを含み、任意に、前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドであるまたはそれを含む、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１８．前記架橋剤が、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
１９．架橋のレベルが、１～６０重量％の架橋剤、任意に１～３０重量％の架橋剤であるか、または架橋のレベルが、１０～９０重量％の架橋剤、任意に２５～６０重量％の架橋剤である、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
２０．前記親水性ビニルモノマーが、項１３～１９のいずれかに定義される架橋剤である、項１～３のいずれかに記載のポリマー粒子。
２１．前記ポリマーが細孔を含みかつ前記細孔が磁性材料の少なくとも一部を含み、任意に前記磁性材料が前記細孔内に実質的に位置する、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
２２．前記細孔が、４０％～９５％のレベルの多孔率を有するポリマーを提供する、項２１に記載のポリマー粒子。
２３．前記磁性材料がナノ粒子磁性材料であり、かつ／または前記磁性材料が超常磁性材料である、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
２４．前記磁性材料が金属酸化物もしくは合金であり、かつ／または前記磁性材料が強磁性酸化鉄結晶および／もしくは超常磁性酸化鉄結晶を含む、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
２５．コーティングをさらに含む、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
２６．前記コーティングが、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成されたポリマーコーティングである、項２５に記載のポリマー粒子。
２７．前記コーティングがシリカを含む、項２６に記載のポリマー粒子。
２８．
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成されたポリマーと、
コーティングとを含む、単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子。
２９．前記コーティングが、有機コーティングもしくはシリカコーティングであるかまたはそれを含む、項２８に記載のポリマー粒子。
３０．前記コーティングが、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成された有機コーティングである、項２８または２９に記載のポリマー粒子。
３１．前記コーティングがシリカを含む、項２８または２９に記載のポリマー粒子。
３２．前記親水性ビニルモノマーが、項２～１２または２０のいずれかにさらに定義されているとおりである、項２８～３１のいずれかに記載のポリマー粒子。
３３．前記架橋剤が、項１３～１９のいずれかにさらに定義されているとおりである、項２８～３２のいずれかに記載のポリマー粒子。
３４．前記ポリマーが細孔を含む、項２８～３３のいずれかに記載のポリマー粒子。
３５．０．５μｍ～１０μｍ、任意に０．５μｍ～５μｍの平均直径を有する、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
３６．少なくとも０．５μｍ、任意に少なくとも０．６μｍ、さらに任意に少なくとも０．７μｍまたは少なくとも０．８μｍの平均直径を有する、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
３７．変動係数（ＣＶ）が２０％未満であり、任意に前記ＣＶが１５％未満であり、さらに任意に前記ＣＶが１０％未満である、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
３８．前記ポリマー粒子が官能基を含み、任意に前記官能基が、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択される、前記項のいずれかに記載のポリマー粒子。
３９．単分散ヒドロゲルポリマー粒子とＦｅ2+および／またはＦｅ3+イオンとを含むｐＨ６未満の水性懸濁液を形成するステップ、
ｐＨを８超まで上昇させるステップ、ならびに
磁性材料を沈殿させるステップ
を含む、前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法であって、
前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成される、前記方法。
４０．ｐＨ６未満の前記水性懸濁液がＦｅ2+およびＦｅ3+イオンを含み、任意に前記懸濁液がＦｅＣｌ2およびＦｅＣｌ3を含む、項３９に記載の方法。
４１．前記磁性ヒドロゲルポリマー粒子上にポリマーコーティングおよび／またはシリカコーティングを形成するステップをさらに含む、項３９または４０に記載の方法。
４２．前記ポリマーコーティングを形成するステップが、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子と少なくとも１つのエポキシドとを含む懸濁液を形成すること、および少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を前記磁性ヒドロゲルポリマー粒子の表面官能基と反応させることを含み、任意に前記表面官能基がアミンである、項４１に記載の方法。
４３．前記シリカコーティングを形成するステップが、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子とシリケートまたはオルトシリケートとを含む懸濁液を形成すること、およびシリケートまたはシランを反応させてシリカコーティングを形成することを含む、項４１に記載の方法。
４４．前記シリケートを反応させてシリカコーティングを形成することが、前記懸濁液のｐＨを１１未満に下げることを含む、項４３に記載の方法。
４５．前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成することが、前記懸濁液の温度を少なくとも８０℃まで上昇させることを含む、項４３に記載の方法。
４６．単分散ヒドロゲルポリマー粒子と少なくとも１つのエポキシドまたはシリケートまたはオルトシリケートとを含む懸濁液を形成するステップ、ならびに
少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を前記粒子の表面官能基と反応させるか、または
前記シリケートまたは前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップ
を含む、コーティングされた前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法であって、
前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成される、前記方法。
４７．前記表面官能基がアミンである、項４６に記載の方法。
４８．前記シリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液のｐＨを１１未満に下げることを含む、項４６に記載の方法。
４９．前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液の温度を９０℃超まで上昇させることを含む、項４６に記載の方法。
５０．水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含む、前記ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成し、溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつ前記乳剤に単分散シード粒子を添加するステップであって、前記有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、
前記乳剤中で前記単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、ならびに
前記膨潤粒子を重合して単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む方法に従って、前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が形成される、項３９～４９のいずれかに記載の方法。
５１．前記親水性ビニルモノマーが、項２～１２または２０のいずれかにさらに定義されているとおりである、項５０に記載の方法。
５２．前記架橋剤が、項１３～１９のいずれかにさらに定義されているとおりである、項５０または５１に記載の方法。
５３．前記安定剤が非イオン性界面活性剤であり、任意に前記非イオン性界面活性剤が非イオン性ポリマー界面活性剤であり、
さらに任意に、前記非イオン性ポリマー界面活性剤が、少なくとも１つのポリエチレンオキシ基もしくは少なくとも１つのポリプロピレンオキシ基を含み、かつ／または、
前記非イオン性ポリマー界面活性剤がオリゴマー界面活性剤である、項５０～５２のいずれかに記載の方法。
５４．前記安定剤が、ハイパーマー２２９６、Ａｂｉｌ ＥＭ９０、およびソルビタンモノオレエートから選択される、項５０～５３のいずれかに記載の方法。
５５．前記ラジカル開始剤が過酸化物開始剤またはアゾ開始剤であり、任意に前記ラジカル開始剤が、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリルである、項５０～５３のいずれかに記載の方法。
５６．前記有機溶媒が、脂肪族炭化水素、脂肪族カーボネート、脂肪族エステル、脂肪族エーテル、芳香族炭化水素、もしくはシリコーン、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み、かつ／または
前記有機溶媒が、ヘプタンとトルエンの混合物、脂肪族炭化水素の混合物、任意に脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素と混合した、ビス（２－エチルヘキシル）カーボネート、またはビス（２－エチルヘキシル）アジペートを含む、項５０～５５のいずれかに記載の方法。
５７．溶液（ａ）が、６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含む、項５０～５６のいずれかに記載の方法。
５８．溶液（ａ）が、少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み、任意に、溶液（ａ）が、少なくとも５重量％の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含む、項５０～５７のいずれかに記載の方法。
５９．溶液（ａ）が、約１０重量％の親水性ビニルモノマーを含む、項５０～５８のいずれかに記載の方法。
６０．前記開始剤が前記乳剤中に約０．１重量％～約１．５重量％の量で存在し、任意に前記開始剤が前記乳剤中に約０．６重量％～約１．２重量％の量で存在し、さらに任意に前記開始剤が前記乳剤中に約０．８重量％の量で存在する、項５０～５９のいずれかに記載の方法。
６１．前記重合することが前記ラジカル開始剤を活性化することを含む、項５０～６０のいずれかに記載の方法。
６２．水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、この水溶液がまた連鎖移動剤も含む、前記ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成するステップであって、前記有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、
溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつ前記乳剤に単分散シード粒子を添加するステップ、
前記乳剤中で前記単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、
前記膨潤粒子を重合して単分散ポリマー粒子を形成するステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｄ）を形成するステップであって、前記有機溶媒が水に混和しない、前記ステップ、
水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ｅ）を形成するステップであって、この水溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含み、溶液（ｄ）および溶液（ｅ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、 溶液（ｄ）および（ｅ）を混合して油中水乳剤（ｆ）を形成し、かつ前記乳剤に前記単分散ポリマー粒子を添加するステップ、
前記乳剤中で前記単分散ポリマー粒子に膨潤ポリマー粒子を形成させるステップ、ならびに
前記膨潤ポリマー粒子を重合して前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む方法に従って、前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が形成される、項３９～４９のいずれかに記載の方法。
６３．前記単分散シード粒子が、１００ｎｍ～１５００ｎｍのＺ平均直径を含み、各シード粒子が、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドの複数の非架橋オリゴマーを含む、項５０～６２のいずれかに記載の方法。
６４．前記単分散シード粒子が、安定剤および連鎖移動剤の存在下の有機溶媒中でのＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのラジカル開始重合によって形成される、項５０～６３のいずれかに記載の方法。
６５．前記単分散シード粒子が、
有機溶媒にＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、安定剤、ラジカル開始剤、および連鎖移動剤を溶解して、反応混合物を形成すること、ならびに
前記反応混合物を加熱して前記開始剤を活性化すること
によって形成される、項５０～６３のいずれかに記載の方法。
６６．形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、０．５μｍ～１０μｍまたは１μＭ～１０μｍのモード径、任意に０．５μｍ～５μｍまたは１μｍ～５μｍのモード径を有する、項３９～６５のいずれかに記載の方法。
６７．形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子の変動係数（ＣＶ）が２０％未満であり、任意に前記ＣＶが１５％未満であり、さらに任意に前記ＣＶが１０％未満である、項３９～６６のいずれかに記載の方法。
６８．形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子が官能基を含み、前記官能基が、ヒドロキシル、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択され、さらに任意に前記官能基が、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択される、項３９～６７のいずれかに記載の方法。
６９．項３９～６８のいずれかに記載の方法によって得られる、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子またはコーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子。
７０．アッセイ法における、項１～２７、３５～３８、または６９のいずれかに記載の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
７１．アッセイ法における、項２８～３８または６９のいずれかに記載の単分散コーティングヒドロゲルポリマー粒子の使用。
７２．核酸増幅における、項１～２７、３５～３８、または６９のいずれかに記載の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
７３．核酸増幅における、項２８～３８、または６９のいずれかに記載の単分散コーティングヒドロゲルポリマー粒子の使用。
７４．前記核酸増幅が乳剤ＰＣＲである、項７２または７３に記載の使用。

本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕磁性材料と、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐ oct/wat （ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成されたポリマーと
を含む、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子であって、
前記親水性ビニルモノマーが、
（ｉ）－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 3 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 を含む、モノマー、
（ｉｉ）式（Ｉｂ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｉｉ）式（Ｉｃ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｖ）４－アクリルオリモルホリンまたは１－ビニルイミダゾールのモノマー、ならびに
（ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、式中、Ｒ 1 およびＲ 1a がそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ 3 、－ＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－ＣＨ 2 Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される、前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子。
〔２〕前記モノマー（ｉ）が－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 を含む、前記〔１〕に記載のポリマー粒子。
〔３〕Ｒ 1a が－Ｈである、前記〔１〕または〔２〕に記載のポリマー粒子。
〔４〕前記少なくとも１つの親水性モノマーが、モノマー（ｉ）、（ｉｉ）、または（ｉｉｉ）から選択される、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔５〕前記親水性ビニルモノマーが約０．３未満のｌｏｇ Ｐを有し、任意に前記ｌｏｇ Ｐが約０未満である、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔６〕前記親水性ビニルモノマーが０．５～－２のｌｏｇ Ｐを有し、任意に前記ｌｏｇ Ｐが０～－２である、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔７〕ｌｏｇ Ｐが、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ１４．０を用いて前記モノマーの構造から計算される、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔８〕前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミドモノマーおよび／またはアクリレートモノマーであるかまたはそれらを含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔９〕前記親水性ビニルモノマーが、以下の式：
によるＲ 原子 を有するモノマーを含み、
式中、Ｎ C が、前記親水性ビニルモノマー中の炭素原子数であり、Ｎ N が、前記親水性ビニルモノマー中の窒素原子数であり、かつＮ O が、前記親水性ビニルモノマー中の酸素原子数であり、
前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、またはビニルスルホン酸であるとき、Ｒ 原子 が２．７５未満であり、かつ
前記親水性ビニルモノマーがアクリレートまたは他のモノマークラスであるとき、Ｒ 原子 が２以下であり、かつ前記親水性ビニルモノマーが２５℃で５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度を有する、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１０〕前記親水性ビニルモノマーが、式（Ｉ）：
の少なくとも１つの化合物を含み、
式中、
Ｒ 1 が、－Ｈ、－ＣＨ 3 、－ＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－ＣＨ 2 Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ 1a が、－Ｈまたは－Ｃ（Ｏ）Ｒ 2 であり、
Ｒ 1b が、－Ｃ（Ｏ）Ｒ 2 である、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ） 2 である、－Ｓ（Ｏ） 2 ＯＨである、または、３～８個の環原子を有する複素環でありヘテロ原子がＮ、Ｏ、もしくはＳから選択されるか；あるいは、Ｒ 1a またはＲ 1 と組み合わされたＲ 1b が、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ 2 が、－ＯＲ 3 、－Ｎ（Ｒ 4 ）Ｒ 5 、または－Ｎ結合アミノ酸であり、
Ｒ 3 が、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、または－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコールであり、かつ
Ｒ 4 およびＲ 5 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ハロアルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコールから選択されるか；あるいは、Ｒ 4 およびＲ 5 が、それらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子を有する複素環を形成し、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、またはＳから選択される、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１１〕Ｒ 1 が、－Ｈ、－ＣＨ 3 、－ＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－ＣＨ 2 Ｃ（Ｏ）ＯＨであり、
Ｒ 1a が、－Ｈまたは－Ｃ（Ｏ）Ｒ 2 であり、
Ｒ 1b が、－Ｃ（Ｏ）Ｒ 2 、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ） 2 、もしくは－Ｓ（Ｏ） 2 ＯＨであるか、または、Ｒ 1a もしくはＲ 1 と組み合わされたＲ 1b が、－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－Ｃ（Ｏ）－であり、
Ｒ 2 が、－ＯＲ 3 または－Ｎ（Ｒ 4 ）Ｒ 5 であり、
Ｒ 3 が、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、または－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコールであり、かつ
Ｒ 4 およびＲ 5 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ハロアルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコールから選択される、前記〔１０〕に記載のポリマー粒子。
〔１２〕Ｒ 1a が－ＨでありかつＲ 1b が－Ｃ（Ｏ）Ｒ 2 であり、任意にＲ 2 が－ＯＲ 3 である、前記〔１０〕または〔１１〕に記載のポリマー粒子。
〔１３〕Ｒ 1b が－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ） 2 である、前記〔１０〕または〔１１〕に記載のポリマー粒子。
〔１４〕－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコール。
〔１５〕Ｒ 3 が－Ｈである、前記〔１０〕～〔１４〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１６〕Ｒ 4 および／またはＲ 5 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルコールから選択されるか；または、Ｒ 4 およびＲ 5 が、それらが結合している窒素と一緒になって、３～８個の環原子を有する複素環を形成し、ヘテロ原子がＮ、Ｏ、もしくはＳから選択される、前記〔１０〕～〔１５〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１７〕Ｒ 4 が－Ｈまたは－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキルであり、任意にＲ 4 が－Ｈである、前記〔１０〕～〔１６〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１８〕Ｒ 5 が－Ｈまたは－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキルであり、任意にＲ 5 が－Ｈである、前記〔１０〕～〔１８〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔１９〕Ｒ 1a が、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 3 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 2 ＣＨ 3 、もしくは－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 であり、かつ／または
Ｒ 1b が、－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 3 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 、－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ） 2 、－Ｓ（Ｏ） 2 ＯＨである、前記〔１０〕または〔１８〕に記載のポリマー粒子。
〔２０〕Ｒ 3 、Ｒ 4 、またはＲ 5 のうちの少なくとも１つが－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ポリオールである、前記〔１０〕～〔１８〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２１〕前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリルアミド、［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、４－アクリルオリモルホリン、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、または２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、無水イタコン酸、１－ビニルイミダゾール、および無水マレイン酸から選択されるかまたはそれらを含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２２〕前記親水性ビニルモノマーが、アクリルアミド、４－アクリルオリモルホリン、メタクリルアミド、およびビニルホスホン酸から選択されるかまたはそれらを含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２３〕前記親水性ビニルモノマーが第１級アミド基（－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 ）を含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２４〕前記架橋剤が、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）：
のうちの少なくとも一方の化合物を含み、
式中、Ｒ 6 が、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 シクロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヒドロキシアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテル－、またはポリエーテルから選択され、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ 2 ～Ｃ 3 エーテル単位を含み、
Ｒ 7 およびＲ 8 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル、－Ｃ 3 ～Ｃ 6 シクロアルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヒドロキシアルキル、もしくは－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテルから選択されるか、またはＲ 7 およびＲ 8 が一緒に結合して、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 シクロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヒドロキシアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテル－、ポリエーテルを形成し、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ 2 ～Ｃ 3 エーテル単位を含み、
Ｒ 9 が、－Ｎ（Ｒ 11 ）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ 2 であり、
Ｒ 10 が、－Ｈおよび－Ｎ（Ｒ 12 ）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ 2 から選択され、かつ
Ｒ 11 およびＲ 12 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル、－Ｃ 3 ～Ｃ 6 シクロアルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヒドロキシアルキル、または－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテルから選択される、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２５〕Ｒ 6 が、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 シクロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテル－、またはポリエーテルから選択され、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ 2 ～Ｃ 3 エーテル単位を含み、
Ｒ 7 およびＲ 8 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル、－Ｃ 3 ～Ｃ 6 シクロアルキル、もしくは－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテルから選択されるか、またはＲ 7 およびＲ 8 が一緒に結合して、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 シクロアルキル－、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテル－、ポリエーテルを形成し、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ 2 ～Ｃ 3 エーテル単位を含み、かつＲ 11 およびＲ 12 がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 アルキル、－Ｃ 1 ～Ｃ 6 ヘテロアルキル、－Ｃ 3 ～Ｃ 6 シクロアルキル、または－Ｃ 1 ～Ｃ 6 エーテルから選択される、前記〔２４〕に記載のポリマー粒子。
〔２６〕Ｒ 6 が、（ＣＨ 2 ） r （ＯＣＨ 2 ＣＨ 2 ） n Ｏ（ＣＨ 2 ） s であり、
ｒおよびｓがそれぞれ独立して２または３であり、かつ
ｎが、１～１００の整数であり、
任意に、ｒおよびｓがそれぞれ２でありかつｎが１～５０の整数である、前記〔２４〕または〔２５〕に記載のポリマー粒子。
〔２７〕Ｒ 7 および／またはＲ 8 がＨである、前記〔２４〕～〔２６〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２８〕前記架橋剤が、約１未満のｌｏｇ Ｐ値、任意に約０．５未満のｌｏｇ Ｐ値、さらに任意に約０未満のｌｏｇ Ｐ値を有する、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔２９〕ｌｏｇ Ｐが、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ１４．０を用いて前記架橋剤の構造から計算される、前記〔２８〕に記載のポリマー粒子。
〔３０〕前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および／もしくはＮ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドであるまたはそれらを含むか、または、前記架橋剤が、１，２－ジヒドロキシビス－アクリルアミドであるまたはそれを含むか、または、前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）であるまたはそれらを含み、任意に前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドであるまたはそれを含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３１〕前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、Ｎ，Ｎ’－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドであるかまたはそれらを含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３２〕前記架橋剤が、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３３〕架橋のレベルが、１～６０重量％の架橋剤、任意に１～３０重量％の架橋剤であるか、または架橋のレベルが、１０～９０重量％の架橋剤、任意に２５～６０重量％の架橋剤である、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３４〕前記親水性ビニルモノマーが、前記〔２４〕～〔３２〕のいずれか一項に定義される架橋剤である、前記〔１〕～〔９〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３５〕前記ポリマーが細孔を含みかつ前記細孔が前記磁性材料の少なくとも一部を含み、任意に前記磁性材料が前記細孔内に実質的に位置する、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３６〕前記細孔が、４０％～９５％のレベルの多孔率を有するポリマーを提供する、前記〔３５〕に記載のポリマー粒子。
〔３７〕前記磁性材料がナノ粒子磁性材料であり、かつ／または前記磁性材料が超常磁性材料である、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３８〕前記磁性材料が金属酸化物もしくは合金であり、かつ／または前記磁性材料が、強磁性酸化鉄結晶および／もしくは超常磁性酸化鉄結晶を含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔３９〕前記ポリマー粒子がコーティングをさらに含む、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔４０〕前記コーティングが、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成されたポリマーコーティングである、前記〔３９〕に記載のポリマー粒子。
〔４１〕前記コーティングがシリカを含む、前記〔４０〕に記載のポリマー粒子。
〔４２〕（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐ oct/wat （ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成されたポリマーと、
コーティングと
を含む、単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子であって、
前記親水性ビニルモノマーが、
（ｉ）－Ｃ（Ｏ）ＮＨ 2 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 3 、－Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－Ｃ（Ｏ）Ｎ（ＣＨ 3 ） 2 を含む、モノマー、
（ｉｉ）式（Ｉｂ）：
の化合物のモノマー、
（ｉｉｉ）式（Ｉｃ）
の化合物のモノマー、
（ｉｖ）４－アクリルオリモルホリンまたは１－ビニルイミダゾールのモノマー、ならびに
（ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、式中、Ｒ 1 およびＲ 1a がそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ 3 、－ＣＨ 2 ＣＨ 3 、または－ＣＨ 2 Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される、前記単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子。
〔４３〕前記コーティングが、有機コーティングもしくはシリカコーティングであるかまたはそれを含む、前記〔４２〕に記載のポリマー粒子。
〔４４〕前記コーティングが、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成された有機コーティングを含む、前記〔４２〕または〔４３〕に記載のポリマー粒子。
〔４５〕前記コーティングがシリカを含む、前記〔４２〕または〔４３〕に記載のポリマー粒子。
〔４６〕前記親水性ビニルモノマーが、前記〔２〕～〔２３〕または〔３４〕のいずれか一項にさらに定義されているとおりである、前記〔４２〕～〔４５〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔４７〕前記架橋剤が、前記〔２４〕～〔３３〕のいずれか一項にさらに定義されているとおりである、前記〔４２〕～〔４６〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔４８〕細孔を含む、前記〔４２〕～〔４７〕のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔４９〕（ａ）４－アクリロイルモルホリンおよび１－ビニルイミダゾールから選択されるモノマーを含む、親水性ビニルモノマー、ならびに
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成されたポリマーを含む、単分散ヒドロゲルポリマー粒子。
〔５０〕前記架橋剤が、前記〔２４〕～〔３３〕のいずれか一項にさらに定義されているとおりである、前記〔４９〕に記載の単分散ヒドロゲルポリマー粒子。
〔５１〕前記ポリマーが細孔を含み、任意に前記細孔が、４０％～９５％のレベルの多孔率を有するポリマーを提供する、前記〔４９〕または〔５０〕に記載のポリマー粒子。
〔５２〕０．５μｍ～１０μｍ、任意に０．５μｍ～５μｍの平均直径を有する、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔５３〕少なくとも０．５μｍ、任意に少なくとも０．６μｍ、さらに任意に少なくとも０．７μｍまたは少なくとも０．８μｍの平均直径を有する、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔５４〕変動係数（ＣＶ）が２０％未満であり、任意に前記ＣＶが１５％未満であり、さらに任意に前記ＣＶが１０％未満である、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔５５〕前記ポリマー粒子が官能基を含み、任意に前記官能基が、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択される、前記態様のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
〔５６〕単分散ヒドロゲルポリマー粒子と磁性材料または磁性材料前駆体とを含む水性懸濁液を形成するステップ、
前記水性懸濁液が磁性材料前駆体を含むとき、前記磁性材料前駆体を磁性材料に変換するステップ、ならびに
前記磁性材料を前記ポリマー粒子と会合させるステップ
を含む、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法であって、
前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐ oct/wat （ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成される、前記方法。
〔５７〕前記水性懸濁液を形成するステップが、単分散ヒドロゲルポリマー粒子とＦｅ 2+ および／またはＦｅ 3+ イオンとを含むｐＨ６未満の水性懸濁液を形成することを含み、かつ前記磁性材料前駆体を磁性材料に変換するステップが、ｐＨを８超まで上昇させること、および前記磁性材料を沈殿させることを含む、前記〔５６〕に記載の方法。
〔５８〕ｐＨ６未満の前記水性懸濁液がＦｅ 2+ およびＦｅ 3+ イオンを含み、任意に前記懸濁液がＦｅＣｌ 2 およびＦｅＣｌ 3 を含む、前記〔５７〕に記載の方法。
〔５９〕前記磁性ヒドロゲルポリマー粒子上にポリマーコーティングおよび／またはシリカコーティングを形成するステップをさらに含む、前記〔５６〕～〔５８〕のいずれか一項に記載の方法。
〔６０〕前記ポリマーコーティングを形成するステップが、前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子と少なくとも１つのエポキシドとを含む懸濁液を形成すること、および前記少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を前記磁性ヒドロゲルポリマー粒子の表面官能基と反応させることを含み、任意に前記表面官能基がアミンである、前記〔５９〕に記載の方法。
〔６１〕前記シリカコーティングを形成するステップが、前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子とシリケートまたはオルトシリケートとを含む懸濁液を形成すること、および前記シリケートまたはシランを反応させてシリカコーティングを形成することを含む、前記〔５９〕に記載の方法。
〔６２〕前記シリケートを反応させてシリカコーティングを形成することが、前記懸濁液のｐＨを１１未満に下げることを含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６３〕前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成することが、前記懸濁液の温度を少なくとも８０℃まで上昇させることを含む、前記〔６１〕に記載の方法。
〔６４〕単分散ヒドロゲルポリマー粒子と少なくとも１つのエポキシドまたはシリケートまたはオルトシリケートとを含む懸濁液を形成するステップ、および
前記少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を前記粒子の表面官能基と反応させるか、または
前記シリケートまたは前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップ
を含む、コーティングされた前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法であって、
前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、
（ａ）約０．６未満のｌｏｇ Ｐ oct/wat （ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
（ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
から形成される、前記方法。
〔６５〕前記表面官能基がアミンである、前記〔６４〕に記載の方法。
〔６６〕前記シリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液のｐＨを１１未満に下げることを含む、前記〔６４〕に記載の方法。
〔６７〕前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液の温度を９０℃超まで上昇させることを含む、前記〔６４〕に記載の方法。
〔６８〕水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、前記溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む前記架橋剤も含む、前記ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成し、溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつ前記乳剤に単分散シード粒子を添加するステップであって、前記有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、
前記乳剤中で前記単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、ならびに
前記膨潤粒子を重合して前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む方法に従って、前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が形成される、前記〔５６〕～〔６７〕のいずれか一項に記載の方法。
〔６９〕前記親水性ビニルモノマーが、前記〔１〕～〔２３〕または〔３４〕のいずれか一項にさらに定義されているとおりである、前記〔６８〕に記載の方法。
〔７０〕前記架橋剤が、前記〔２５〕～〔３４〕のいずれか一項にさらに定義されているとおりである、前記〔６８〕または〔６９〕に記載の方法。
〔７１〕前記安定剤が非イオン性界面活性剤であり、任意に前記非イオン性界面活性剤が非イオン性ポリマー界面活性剤であり、
さらに任意に、前記非イオン性ポリマー界面活性剤が、少なくとも１つのポリエチレンオキシ基もしくは少なくとも１つのポリプロピレンオキシ基を含み、かつ／または、
前記非イオン性ポリマー界面活性剤がオリゴマー界面活性剤である、前記〔６８〕～〔７０〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７２〕前記安定剤が、ハイパーマー２２９６、Ａｂｉｌ ＥＭ９０、およびソルビタンモノオレエートから選択される、前記〔６８〕～〔７１〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７３〕前記ラジカル開始剤が過酸化物開始剤またはアゾ開始剤であり、任意に前記ラジカル開始剤が２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリルである、前記〔６８〕～〔７２〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７４〕前記有機溶媒が、脂肪族炭化水素、脂肪族カーボネート、脂肪族エステル、脂肪族エーテル、芳香族炭化水素、もしくはシリコーン、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含み、かつ／または
前記有機溶媒が、ヘプタンとトルエンの混合物、脂肪族炭化水素の混合物、任意に脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素と混合したビス（２－エチルヘキシル）カーボネート、またはビス（２－エチルヘキシル）アジペートを含む、前記〔６８〕～〔７３〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７５〕溶液（ａ）が、６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含む、前記〔６８〕～〔７４〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７６〕溶液（ａ）が、少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーおよび６０重量％以下の親水性ビニルモノマーを含み、任意に溶液（ａ）が、少なくとも５重量％の親水性ビニルモノマーおよび４５重量％以下の親水性ビニルモノマーを含む、前記〔６８〕～〔７５〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７７〕溶液（ａ）が、約１０重量％の親水性ビニルモノマーを含む、前記〔６８〕～〔７６〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７８〕前記開始剤が、前記乳剤中に約０．１重量％～約１．５重量％の量で存在し、任意に前記開始剤が、前記乳剤中に約０．６重量％～約１．２重量％の量で存在し、さらに任意に前記開始剤が、前記乳剤中に約０．８重量％の量で存在する、前記〔６８〕～〔７７〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７９〕前記重合することが前記ラジカル開始剤を活性化することを含む、前記〔６８〕～〔７８〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８０〕水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ａ）を形成するステップであって、前記水溶液がまた連鎖移動剤も含む、前記ステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｂ）を形成するステップであって、前記有機溶媒が水に混和せず、かつ溶液（ａ）および溶液（ｂ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、
溶液（ａ）および（ｂ）を混合して油中水乳剤（ｃ）を形成し、かつ前記乳剤に単分散シード粒子を添加するステップ、
前記乳剤中で前記単分散シード粒子に膨潤粒子を形成させるステップ、
前記膨潤粒子を重合して単分散ポリマー粒子を形成するステップ、
有機溶媒中の安定剤の溶液（ｄ）を形成するステップであって、前記有機溶媒が水に混和しない、前記ステップ、
水溶液中の少なくとも２重量％の親水性ビニルモノマーの溶液（ｅ）を形成するステップであって、前記水溶液がまた、少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤も含み、溶液（ｄ）および溶液（ｅ）のうちの少なくとも一方がラジカル開始剤を含む、前記ステップ、 溶液（ｄ）および（ｅ）を混合して油中水乳剤（ｆ）を形成し、かつ前記乳剤に前記単分散ポリマー粒子を添加するステップ、
前記乳剤中で前記単分散ポリマー粒子に膨潤ポリマー粒子を形成させるステップ、ならびに
前記膨潤ポリマー粒子を重合して前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成するステップ
を含む方法に従って、前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が形成される、前記〔５６〕～〔６７〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８１〕前記単分散シード粒子が、１００ｎｍ～１５００ｎｍのＺ平均直径を含み、各シード粒子が、ポリＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドの複数の非架橋オリゴマーを含む、前記〔６８〕～〔８０〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８２〕前記単分散シード粒子が、安定剤および連鎖移動剤の存在下の有機溶媒中でのＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミドのラジカル開始重合によって形成される、前記〔６８〕～〔８１〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８３〕前記単分散シード粒子が、
有機溶媒中にＮ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、安定剤、ラジカル開始剤、および連鎖移動剤を溶解して、反応混合物を形成すること、ならびに
前記反応混合物を加熱して前記開始剤を活性化すること
によって形成される、前記〔６８〕～〔８２〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８４〕形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、０．５μｍ～１０μｍまたは１μｍ～１０μｍのモード径、任意に０．５μｍ～５μｍまたは１μｍ～５μｍのモード径を有する、前記〔５６〕～〔８３〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８５〕形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子の変動係数（ＣＶ）が２０％未満であり、任意に前記ＣＶが１５％未満であり、さらに任意に前記ＣＶが１０％未満である、前記〔５６〕～〔８４〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８６〕形成された前記単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子または形成された前記コーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子が官能基を含み、任意に前記官能基が、ヒドロキシル、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択され、さらに任意に前記官能基が、カルボン酸（－ＣＯＯＨ）、第１級アミン、または第２級アミンから選択される、前記〔５６〕～〔８５〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８７〕前記〔５６〕～〔８６〕のいずれか一項に記載の方法によって得られる、単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子またはコーティングされた単分散ヒドロゲルポリマー粒子。
〔８８〕アッセイ法における、前記〔１〕～〔４１〕、〔５２〕～〔５５〕、または８７のいずれか一項に記載の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔８９〕アッセイ法における、前記〔４２〕～〔４８〕、〔５２〕～〔５５〕、または８７のいずれか一項に記載の単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔９０〕アッセイ法における、前記〔４９〕～〔５１〕のいずれか一項に記載の単分散ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔９１〕核酸増幅における、前記〔１〕～〔４１〕、〔５２〕～〔５５〕、または８７のいずれか一項に記載の単分散磁性ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔９２〕核酸増幅における、前記〔４２〕～〔４８〕、〔５２〕～〔５５〕、または８７のいずれか一項に記載の単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔９３〕核酸増幅における、前記〔４９〕～〔５１〕のいずれか一項に記載の単分散ヒドロゲルポリマー粒子の使用。
〔９４〕前記核酸増幅が乳剤ＰＣＲである、前記〔９１〕～〔９３〕のいずれか一項に記載の使用。

Claims (15)

  1. （ａ）０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
    （ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
    から形成されたポリマーと、
    コーティングと
    を含む、単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子であって、
    前記親水性ビニルモノマーが、以下のモノマー：
    （ｉ）ヒドロキシメチルアクリルアミド、［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、４－アクリロイルモルホリン、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、イタコン酸、フマル酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、無水イタコン酸、１－ビニルイミダゾール、無水マレイン酸、Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド又はＮ－（２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミドを含む、モノマー、
    （ｉｉ）式（Ｉｂ）：
    の化合物、
    （ｉｉｉ）式（Ｉｃ）：
    の化合物、
    式中、Ｒ1およびＲ1aがそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される、ならびに
    （ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
    から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、
    前記単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子が、20%未満のそれらの直径の変動係数(CV)を有する、前記単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子。
  2. 前記コーティングが、有機コーティングもしくはシリカコーティングであるかまたはそれを含み、
    任意に、前記コーティングが、少なくとも１つのエポキシドモノマーから形成された有機コーティングを含み、又は
    任意に、前記コーティングがシリカを含む、請求項１に記載のポリマー粒子。
  3. 前記親水性ビニルモノマーが、アクリレートモノマーであるかまたはそれを含む、請求項１又は２に記載のポリマー粒子。
  4. ｌｏｇ Ｐが、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ１４．０を用いて前記モノマーの構造から計算される、および／又は、
    前記親水性ビニルモノマーが、以下の式：
    によるＲ原子を有するモノマーを含み、
    式中、ＮCが、前記親水性ビニルモノマー中の炭素原子数であり、ＮNが、前記親水性ビニルモノマー中の窒素原子数であり、かつＮOが、前記親水性ビニルモノマー中の酸素原子数であり、
    前記親水性ビニルモノマーが、ビニルイミダゾール、アクリロイルモルホリン、ビニルホスホン酸、またはビニルスルホン酸であるとき、Ｒ原子が２．７５未満であり、かつ
    前記親水性ビニルモノマーがアクリレートまたは他のモノマークラスであるとき、Ｒ原子が２以下であり、かつ前記親水性ビニルモノマーが２５℃で５０ｇ／Ｌ以上の水溶解度を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  5. 前記親水性ビニルモノマーが、４－アクリロイルモルホリン、メタクリルアミド、およびビニルホスホン酸から選択されるかまたはそれらを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  6. 前記架橋剤が、式（ＩＩａ）または（ＩＩｂ）：
    のうちの少なくとも一方の化合物を含み、
    式中、Ｒ6が、－Ｃ1～Ｃ6アルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキレン－、－Ｃ 3 ～Ｃ6シクロアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルから選択され、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
    Ｒ7およびＲ8がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択されるか、またはＲ7およびＲ8が一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキレン－、－Ｃ 3 ～Ｃ6シクロアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルを形成し、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
    Ｒ9が、－Ｎ（Ｒ11）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2であり、
    Ｒ10が、－Ｈおよび－Ｎ（Ｒ12）Ｃ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2から選択され、かつ
    Ｒ11およびＲ12がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヒドロキシアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  7. Ｒ6が、－Ｃ1～Ｃ6アルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキレン－、－Ｃ 3 ～Ｃ6シクロアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルから選択され、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、
    Ｒ7およびＲ8がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、もしくは－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択されるか、またはＲ7およびＲ8が一緒に結合して、－Ｃ1～Ｃ6アルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキレン－、－Ｃ 3 ～Ｃ6シクロアルキレン－、－Ｃ1～Ｃ6エーテル－、またはポリエーテルを形成し、前記ポリエーテルが、２～１００個のＣ2～Ｃ3エーテル単位を含み、かつ
    Ｒ11およびＲ12がそれぞれ独立して、－Ｈ、－Ｃ1～Ｃ6アルキル、－Ｃ1～Ｃ6ヘテロアルキル、－Ｃ3～Ｃ6シクロアルキル、または－Ｃ1～Ｃ6エーテルから選択され、および／または
    Ｒ6が、（ＣＨ2）r（ＯＣＨ2ＣＨ2）nＯ（ＣＨ2）sであり、
    ここで、
    ｒおよびｓがそれぞれ独立して２または３であり、かつ
    ｎが、１～９９の整数であり、
    任意に、
    ｒおよびｓがそれぞれ２でありかつｎが１～５０の整数である、請求項６に記載のポリマー粒子。
  8. 前記架橋剤が、１未満のｌｏｇ Ｐ値、任意に０．５未満のｌｏｇ Ｐ値、さらに任意に０未満のｌｏｇ Ｐ値を有し、
    任意に、
    ｌｏｇ Ｐが、ＣａｍｂｒｉｄｇｅＳｏｆｔ ＣｏｒｐのＣｈｅｍＢｉｏＤｒａｗ（登録商標）Ｕｌｔｒａ１４．０を用いて前記架橋剤の構造から計算される、請求項１～７のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  9. 前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（１，２－ジヒドロキシエチレン）ビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビス（アクリルアミド）、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス（アクリルアミド）、グリセロール１，３－ジグリセロレートジアクリレート、ピペラジンジアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および／もしくはＮ，Ｎ－ビス（２－アクリルアミドエチル）アクリルアミドであるまたはそれらを含むか、または、
    前記架橋剤が、１，２－ジヒドロキシビス－アクリルアミドであるまたはそれを含むか、または、
    前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）、および４アームＰＥＧ－アクリルアミド（ＭＷが２０００以下である）であるまたはそれらを含み、
    任意に前記架橋剤が、Ｎ，Ｎ’－（（エタン－１，２－ジイルビス（オキシ））ビス（エタン－２，１－ジイル））ジアクリルアミドであるまたはそれを含み、および／または
    前記架橋剤が、第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、請求項１～８のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  10. 前記ポリマーが細孔を含み、
    前記細孔が、４０％～９５％のレベルの多孔率を有するポリマーを提供し、
    前記多孔率は、水で飽和した前記ポリマー粒子の総体積と比較して、前記細孔に存在する水の体積から決定される、請求項１～９のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  11. 前記ポリマー粒子が０．５μｍ～１０μｍ、任意に０．５μｍ～５μｍの平均直径を有し、および／または
    変動係数（ＣＶ）が１５％未満であり、任意に前記ＣＶが１０％未満である、請求項１～１０のいずれか一項に記載のポリマー粒子。
  12. 単分散ヒドロゲルポリマー粒子と少なくとも１つのエポキシドまたはシリケートまたはオルトシリケートとを含む懸濁液を形成するステップ、および
    前記少なくとも１つのエポキシドのエポキシ基を前記粒子の表面官能基と反応させるか、または
    前記シリケートまたは前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップ
    を含む、コーティングされた前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子を形成する方法であって、
    前記単分散ヒドロゲルポリマー粒子が、
    （ａ）０．６未満のｌｏｇ Ｐoct/wat（ｌｏｇ Ｐ）を有する親水性ビニルモノマー、および
    （ｂ）少なくとも２つのビニル基を含む架橋剤
    から形成され、
    前記親水性ビニルモノマーが、以下のモノマー：
    （ｉ）ヒドロキシメチルアクリルアミド、［トリス（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、４－アクリロイルモルホリン、３－アクリルアミドプロパン酸、メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルメタクリルアミド、（３－アミノプロピル）メタクリルアミド、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、イタコン酸、フマル酸、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、無水イタコン酸、１－ビニルイミダゾール、無水マレイン酸、Ｎ－ヒドロキシエチルアクリルアミド又はＮ－（２－ヒドロキシエチル）メタクリルアミドを含む、モノマー、
    （ｉｉ）式（Ｉｂ）：
    の化合物、
    （ｉｉｉ）式（Ｉｃ）：
    の化合物、
    式中、Ｒ1およびＲ1aがそれぞれ独立して、－Ｈ、－ＣＨ3、－ＣＨ2ＣＨ3、または－ＣＨ2Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される、ならびに
    （ｖ）第１級アミンも第２級アミンもヒドロキシもカルボン酸も含まない、少なくとも２つのビニル基を含むモノマー
    から選択される少なくとも１つの親水性ビニルモノマーを含み、
    前記単分散のコーティングされたヒドロゲルポリマー粒子が、20%未満のそれらの直径の変動係数(CV)を有する、前記方法。
  13. 前記表面官能基がアミンである、または
    前記シリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液のｐＨを１１未満に下げることを含む、または
    前記オルトシリケートを反応させてシリカコーティングを形成するステップが、前記懸濁液の温度を９０℃超まで上昇させることを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. アッセイ法における、請求項１～１１のいずれか一項に記載のポリマー粒子の使用。
  15. 核酸増幅における、請求項１～１１のいずれか一項に記載のポリマー粒子の使用であって、
    任意に、
    前記核酸増幅がエマルジョンＰＣＲである、前記使用。
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