多孔質シリカ粒子を調製するプロセス、その粒子およびその使用
【課題】本発明の主題の１つは、水溶性の孔形成剤、例えばシクロデキストリン誘導体またはサッカリドを使用することを含む多孔質シリカ粒子を調製するプロセスである。その主題はまた、このプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子に関し、それら種々の使用および用途に関する。
【解決手段】本発明は、水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子を調製する工程；次いで前記孔形成剤を溶解により除去する工程で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスに関する。本発明はまた、このプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子、およびそれらの種々の使用および用途に関する。
【解決手段】本発明は、水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子を調製する工程；次いで前記孔形成剤を溶解により除去する工程で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスに関する。本発明はまた、このプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子、およびそれらの種々の使用および用途に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ粒子の分野、特に球状で多孔質のシリカナノ粒子の分野に関する。
特に、本発明の主題の１つは、シクロデキストリン誘導体またはサッカリドのような水溶性の孔形成剤の使用を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスである。その主題はまた、このプロセスによって調製可能な多孔質シリカ粒子、およびそれらの種々の使用および用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
球状で多孔質のナノ粒子は、先行技術から周知である。規則的な多孔性は、シリカ材料において、従来のゾル−ゲルプロセスによって得ることができる。しかし、これらの材料は非晶性の特性を有するので、低い機械的強度、低い熱伝導率、およびその疎水性が大いに懸念される。
【０００３】
最近、規則的な多孔質構造を有するナノスケールサイズの多孔質材料を製造するために、幾つかの方法が確立された。
【０００４】
こうした方法の１つは、種々のサイズの孔を得るために、焼結される孔形成剤を使用するものである。ということは、この方法は、多孔性を生じさせるために達成されるべき最適温度の点からは堅牢な材料を必要とし、その温度は一般に５００℃を超える。アルミノシリケート、酸化セリウム、シリカビーズ、酸化チタンのような種々の粒子においてナノスケールの多孔性を生じさせるために、焼結方法の種々の応用が文献にて報告されている。シリカビーズに関して、非特許文献１では、孔形成剤として、非加水分解性アミン官能基を有するトリアルコキシシランである３−アミノプロピルトリエトキシシラン、またはグリセロールのいずれかを使用することが提案されている。後者の孔形成剤は、粒径分布およびモルホロジーの観点から最良の結果をもたらす。しかし、得られた粒子は、１５０ｎｍを超えるサイズを有する［非特許文献１］。
【０００５】
また、白金を含有するメソ多孔質シリカ粒子は、孔形成剤として白金前駆体を用いることにより、さらに必要な多孔性を生じさせるために焼結を必要とすることによって、製造されている。シリカ系孔形成剤を用いる多孔質の微細構造体の調製も記載されている。
【０００６】
非特許文献２では、Ｆｅ２Ｏ３コアおよびＳｉＯ２シェルを有するナノ粒子（以下、Ｆｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子として示す）から種々の種類のナノ粒子を調製することが提案されており、このシェルは逆マイクロエマルションにより合成されている［非特許文献２］。故に、逆マイクロエマルションがテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、続いて焼成される孔形成剤としてのオクタデシルトリメトキシシラン（Ｃ１８ＴＭＳ）を使用する場合に、メソ多孔質Ｆｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子が得られる。変形例として、中空のＳｉＯ２ナノ粒子は、そのＦｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子の金属コアをエッチングすることによって得られる。故に文献にて報告されている多孔性を導入する別の方法は、ナノ粒子のエッチングからなる。
【０００７】
多孔性はまた、界面活性剤の使用により形成できる。これは特に、界面活性剤としてセチルトリメトキシアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）を用い、次いでそれを形成された粒子から酸洗浄により抽出することによってメソ多孔質シリケート粒子を形成するために使用されている［非特許文献３］。
【０００８】
熱孔形成剤、特にシリカ前駆体にグラフトしたアダマンタンタイプの熱孔形成剤の使用により誘導される多孔性を有するハイブリッドシリカの秩序化ナノ構造体が確立された［非特許文献４］。
【０００９】
故に、実施が容易で、焼結、エッチング、腐食または酸処理のような厳しい処理工程を含まない、多孔質シリカ粒子の調製プロセスが真に必要とされている。
【００１０】
シクロデキストリンは、孔形成剤として既に報告されている。確認として、シクロデキストリンは、環状オリゴサッカリドで構成され、疎水性分子と錯体を形成できる。これが結果として、活性剤の輸送、医薬処方、環境保護、超分子化学、芳香剤の拡散、およびコレステロールを含まない製品を調製するための食品産業のような種々の分野において多数応用されている。特に、約７．５Åの内径、ひいては内部空隙を有するβ−シクロデキストリンのようなシクロデキストリンの疎水性コアと適合性のサイズを有する親油性の医薬製品は錯体を形成でき、結果としてこうした医薬製品の水性溶解度を増大させる。インビボでの有効性は、こうした医薬製品がシクロデキストリン錯体として投与される場合に一般に維持される。さらに、シクロデキストリンは非毒性であり、タンパク質を変性せず、酵素反応を邪魔しないことに留意することが重要である。
【００１１】
シクロデキストリンの孔形成剤としての使用に関して、特許文献１には、絶縁薄膜層のような５０Å未満の直径を有するナノ細孔を有する物質の調製が記載されている。この調製は、シリカベースのマトリックス前駆体と孔形成剤としてのシクロデキストリンとを使用し、この孔形成剤の熱分解工程を使用している［特許文献２］。
【００１２】
同様に、γ−シクロデキストリンが、シリカ／ゼオライトＭＦＩフィルムにおける多孔性を生じさせるために使用されており、これらのフィルムの調製中に使用されるプロセスは焼成工程を含む［非特許文献５］。β−シクロデキストリンの使用による、１μｍ超過のサイズを有するポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）の多孔質ミクロ粒子の調製も報告されている［非特許文献６］。
【００１３】
しかし、シクロデキストリンは、多孔質シリカ粒子の調製のための孔形成剤として使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許ＵＳ６，６３２，７４８
【特許文献２】特許ＵＳ６ ６３２ ７４８、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの名において、２００３年１０月１４日公開
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｖａｃａｓｓｙ，Ｒ．；Ｆｌａｔｔ，Ｒ．Ｊ．；Ｈｏｆｍａｎｎ，Ｈ．；Ｃｈｏｉ，Ｋ．Ｓ．；Ｓｉｎｇｈ，Ｒ．Ｋ．Ｊ．ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ． ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２２７，３０２−３１５
【非特許文献２】Ｙｉ，Ｄ．Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｓ．Ｓ．；Ｐａｐａｅｆｔｈｙｍｉｏｕ，Ｇ．Ｃ．；Ｙｉｎｇ，Ｊ．Ｙ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２００６，１８，６１４−６１９
【非特許文献３】Ｌｉｍ，Ｍ．Ｈ．；Ｂｌａｎｆｏｒｄ，Ｃ．Ｆ．；Ｓｔｅｉｎ，Ａ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１９９８，１０，４６７−４７０
【非特許文献４】Ｃｈｏ，Ｗ．；Ｃｈａ，Ｂ．；Ｋｉｍ，Ｊ．Ｍ．；Ｃｈａｒ，Ｋ．「Ｔｈｅ ２３１ｓｔ ＡＣＳ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ」における，Ｎａｎｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：ジョージア州アトランタ，３月２６−３０，２００６，Ｐｏｌｙ２１４
【非特許文献５】Ｌｉ，Ｓ．；Ｌｉ，Ｚ．；Ｙａｎ，Ｙ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１５，１５２８−１５３１
【非特許文献６】Ｋｗｏｎ，Ｍ．Ｊ．；Ｂａｅ，Ｊ．Ｈ．；Ｋｉｍ，Ｊ．Ｊ．；Ｎａ，Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｅ．Ｓ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，２００７，３３３，５−９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明により、上記で列挙した欠点および技術的問題を克服できる。特に、その技術的問題から、特定のファミリーの孔形成剤、すなわち水溶性孔形成剤を使用することにより多孔質シリカ粒子を調製するプロセスが提案され、その孔形成剤の除去は、多孔性を得るために必須であるが、焼成、エッチング、腐食または酸処理のような厳しいプロセスを必要としない。β−シクロデキストリンまたはスクロースのような、使用される孔形成剤の元々の親水性を考慮すると、技術的問題は、温和であり、透析のようなあまり大きなエネルギー消費を行なわないと考えられるプロセスによって容易に取り除くことができる。
【００１７】
本発明者らの業績から、β−シクロデキストリンまたはスクロースのような水溶性孔形成剤の使用により、シリカ粒子に均質な多孔性を生じさせ、ナノスケールの規則的な多孔性を、シリカ系の球状粒子材料、特にサイズが１００ｎｍ未満であるのが有利なナノ粒子材料に導入することができることがわかった。特に、親水性に不安定な孔形成剤の除去により、有利なことに１０Å未満の直径を有する秩序化された均一な孔が得られる。
【００１８】
本発明の別の特徴は、シリカ粒子の比表面積の増大に関し、その現象は孔形成剤の効率の良い除去によるものであり、以下で列挙するような多数のターゲット分子を捕捉できる空隙を生じさせる。
【００１９】
さらに、本発明の状況において、本発明に従うプロセスによって得られたシリカ粒子の表面領域を官能化でき、それによって多孔質材料（空隙を有する）を得ることができるだけでなく、例えば金属イオンの錯化を生じ易く、その錯化にて良好に働く材料を得ることができる。特に、表面領域および孔は、これらの粒子のターゲット元素の捕捉能を改善できるように、シランＮＨ２（アミノプロピルトリエトキシシランまたはＡＰＴＥＳ）、ＳＨ（メルカプトトリエトキシシラン）、ＥＤＴＡなどのカップリング剤によって官能化されたシリカ前駆体を用いて、官能化できる。さらに、この官能化により、材料の極性に望ましい影響、すなわち応用時に使用されるべき溶媒との親和性への影響、すなわち極性、非極性など、ひいては所望の分散液に関する極性、非極性への影響を決定できる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
故に、本発明は、次で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスに関する：
−水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子の調製；次いで
−この孔形成材料の溶解による除去。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ナイルブルーＡ過塩素酸塩で標識され、本発明のプロセスに従って調製されたシリカナノ粒子を含有する水溶液の励起および発光スペクトルを示す。
【図２】本発明のプロセスに従って調製され、ＩＲ８０６と錯化された多孔質ナノ粒子を用いた２つの独立した実験に関して得られたサイズ分布を示す。
【図３】本発明のプロセスに従って調製され、銀（Ａｇ）と錯化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液のＴＥＭ画像である。
【図４】アグロメレートの外側（図４Ａ）とアグロメレート中（図４Ｂ）に存在する、図３に示される分散液の球状ナノ粒子に関して行なわれたエネルギー分散型X線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を示す。
【図５】本発明のプロセスに従って調製され、ストロンチウム（Ｓｒ）で錯化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液のＴＥＭ画像である。
【図６】アグロメレートの外側（図６Ａ）とアグロメレート中（図６Ｂ）に存在する、図５に示される分散液の球状ナノ粒子に関して行なわれたエネルギー分散型X線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の状況において、水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子は逆ミクロエマルションから調製される。
【００２３】
「逆ミクロエマルション」という表現は、「油中水型」ミクロエマルションとしても知られ、第１の極性液体の微細な液滴の、非極性であり、従って第１の液体と不混和性の第２液体中における熱力学的に安定な明確な懸濁液を意味すると理解される。
【００２４】
より詳細には、本発明に従うプロセスは、次の工程を含む：
ａ）水溶性の孔形成剤を含有する油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製する工程
ｂ）工程（ａ）で調製されたミクロエマルション（Ｍａ）に、シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物を添加する工程；
ｃ）工程（ｂ）で得られたミクロエマルション（Ｍｂ）に、少なくとも１つのシラン系化合物を添加する工程；
ｄ）工程（ｃ）で得られたミクロエマルション（Ｍｃ）に、ミクロエマルションを不安定化することができる溶媒を添加する工程；
ｅ）工程（ｄ）中に沈殿した孔形成剤を含むシリカ粒子を回収する工程；および
ｆ）多孔質シリカ粒子を得るために、工程（ｅ）中に回収したシリカ粒子から水溶性孔形成剤を溶解することによって除去する工程。
【００２５】
「多孔質シリカ粒子」という表現は、本発明の状況内では、特に球状であり、好ましくは１０Å未満の直径を有する、秩序化した均一な孔を有するシリカ粒子を意味すると理解される。有利なことに、本発明に従うシリカ粒子は、１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、特に６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダー（すなわち４０±１０ｍ）の平均サイズを有する。本発明に従うシリカ粒子は、場合により官能化されてもよい。
【００２６】
「水溶性の孔形成剤」という表現は、本発明の状況内では、水溶液と混和性であり、水溶液からはそのごく少量だけが非極性有機溶媒、例えばトルエンまたはヘプタンに抽出され得る孔形成剤を意味すると理解される。
【００２７】
「ごく少量」という表現は、水溶液に存在する孔形成剤の総重量に対して５重量％未満、特に３重量％未満、特に１重量％未満の量を意味すると理解される。
【００２８】
本発明の状況内で使用される水溶性の孔形成剤は、２５℃において水への溶解度が１０ｇ／ｌ超過、特に１５ｇ／ｌ超過である。この溶解度は、シクロデキストリンの場合では１８ｇ／ｌのオーダーである［Ｓａｂａｄｉｎｉ，Ｅ．；Ｃｏｓｇｒｏｖｅ，Ｔ．；ｄｏ Ｃａｒｍｏ Ｅｇｉｄｉｏ，Ｆ．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒｅｓ．，２００６，３４１，２７０−２７４．］。
【００２９】
有利なことに、本発明の状況内で使用される水溶性の孔形成剤は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体、モノサッカリド、オリゴサッカリドおよびポリサッカリドによって構成される群から選択される。
【００３０】
「シクロデキストリン」という用語は、α−１，４−グリコシド結合によって連結したｎ個の無水グルコース単位の結合によって形成される化合物を意味すると理解され、ｎは５〜１２の整数（境界を含む）を示し、特に天然シクロデキストリンは、６、７および８個の無水グルコース単位を有し、それぞれα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、およびγ−シクロデキストリンとして知られる。
【００３１】
「シクロデキストリン誘導体」という表現は、事前に定義されたようなシクロデキストリンから、化学変性、特に置換によって誘導されるシクロデキストリンを意味すると理解される。故に、シクロデキストリン誘導体は、１以上の無水グルコース単位上に１以上の同一または異なる置換基を有していてもよい。いずれの置換も、特に無水グルコース単位のヒドロキシル基と、ハロゲン；マルトシル；グルコシル；フェニル；ベンジル；メチル；ヒドロキシプロピル；ナフチル；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換される直鎖又は分枝鎖アルキル基；１〜２０個の炭素原子、有利なことには３〜１８個の炭素原子、特に６〜１５個の炭素原子を有する、任意に置換される直鎖又は分枝鎖アリール基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるアミン基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるアミド基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるスルホニル基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるスルホキシド基；または１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるチオール基のような別の基とを置き換えることを目的とする。「任意に置換される」という表現は、ハロゲン、ヒドロキシル、ナフチル、ベンジルまたは１〜６個の炭素原子を有するアルキルによって置換されることを意味すると理解される。
【００３２】
本発明の状況内で使用できるシクロデキストリン誘導体の非限定例としては、特許ＵＳ５，７６０，０１７に記載される式（Ｉ）の誘導体を挙げることができる［特許ＵＳ５ ７６０ ０１７ ｔｈｅ Ｃｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ ａ ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅの名において、１９９８年６月２日公開］。
【００３３】
本発明の状況内で有利に使用されるモノサッカリドは、３〜７個の炭素を有するモノサッカリド、例えばグリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、トレオース、エリトルロース、デオキシリボース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、リブロース、キシルロース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、セドヘプツロース、およびマンノヘプツロースである。
【００３４】
本発明の状況内で有利に使用されるオリゴサッカリドおよびポリサッカリドは、特に：
−ジホロシドまたはオリゴホロシド、例えばトレハルロース、サッカロース（またはスクロース）、ツラノース、マルツロース、ロイクロース、イソマルツロース、メリビオース、ラクツロース、ラクトース、ルチノース、イヌロビオース、マンノビオース、トレハロース、マルトース、イソマルトース、ソホロース、ラミナリビオースおよびセロビオース；ならびに
−ポリホロシド、例えばグリコーゲン（孔形成剤の分子量は、特に１５０００、特に１００００、さらに４０００を超えるべきでないと理解される）
であり、全て水溶性である。
【００３５】
本発明に従うプロセスに特に好適な孔形成剤の１つは、疎水性空隙および活性化ヒドロキシル基で構成される切頂錘の形状を有するβ−シクロデキストリン分子である。この分子は、水に対して大きな親和性を有する。シリカナノ粒子の外表面領域、さらにはコアは、ヒドロキシル基を有し、後者は、水素架橋を形成することによってβ−シクロデキストリン分子と相互作用できることが知られている。故に、こうした現象が、懸濁液中での、β−シクロデキストリン分子とシリカ粒子との間の良好な混和性を確実にする。β−シクロデキストリン分子を導入し、濃度を変更することによって、メソ多孔性が制御可能になる。
【００３６】
そのため、本発明に従うプロセスの工程（ａ）は、水溶性孔形成剤を含有する油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製することで構成される。こうしたミクロエマルションを調製可能にするいずれかの技術が、本発明の状況内で使用できる。すなわち、
−ミクロエマルション（Ｍａ）を得るために、油中水型タイプの第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製し、続いてその中に水溶性の孔形成剤を組み込む；
−または種々の成分、ひいては水溶性の孔形成剤を共に混合することによって直接ミクロエマルション（Ｍａ）を調製することができる。
【００３７】
有利なことには、本発明に従うプロセスの工程（ａ）は、水溶性の孔形成剤が後で組み込まれる第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製することで構成される。この油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍ１）は、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの補助界面活性剤、および少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒を共に混合することによって得られる。界面活性剤、補助界面活性剤、および非極性または弱極性溶媒は、一度に混合されてもよく、１つずつもしくはグループ毎に添加してもよい。有利なことには、それらは、次の順序；界面活性剤、次いで補助界面活性剤、次いで非極性または弱極性溶媒で１つずつ添加される。
【００３８】
混合は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら行なわれ、１０〜４０℃、有利なことに１５〜３０℃、より詳細には周囲温度（すなわち２３℃±５℃）の温度にて、１〜４５分間、特に５〜３０分間、特に１５分間の期間実施されてもよい。
【００３９】
本発明の状況内で使用できる界面活性剤は、親水性種を疎水性環境に導入することを目的とし、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、およびこれらの混合物から選択できる。「混合物」という用語は、本発明の状況内では、少なくとも２つの異なるイオン性界面活性剤の混合物、少なくとも２つの異なる非イオン性界面活性剤の混合物、または少なくとも１つの非イオン性界面活性剤と少なくとも１つのイオン性界面活性剤との混合物を意味すると理解される。
【００４０】
イオン性界面活性剤は、特に荷電した炭化水素系鎖の形態であることができ、その電荷は対イオンによってつり合う。イオン性界面活性剤の非限定例としては、ナトリウムビス（２−エチルヘキシル）スルホスクシネート（ＡＯＴ）、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）、セチルピリジニウムブロミド（ＣＰＢ）、およびこれらの混合物を挙げることができる。
【００４１】
本発明の状況内で使用できる非イオン性界面活性剤は、ポリエトキシル化アルコール、ポリエトキシル化フェノール、オレエート、ラウレートおよびこれらの混合物で構成される群から選択できる。市販の非イオン性界面活性剤の非限定例としては、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ製品、例えばＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００；Ｂｒｉｊ製品、例えばＢｒｉｊ−３０；Ｉｇｅｐａｌ ＣＯ製品、例えばＩｇｅｐａｌ ＣＯ−７２０；Ｔｗｅｅｎ製品、例えばＴｗｅｅｎ ２０およびＳｐａｎ製品、例えばＳｐａｎ８５を挙げることができる。
【００４２】
「補助界面活性剤」という用語は、本発明の状況内で、ミクロエマルションの形成を促進し、それらを安定化できる試剤を意味すると理解される。有利なことに、この補助界面活性剤は、８〜２０個の炭素原子を有するアルキル硫酸ナトリウム、例えばＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）；プロパノール、ブタノール、ペンタノール、およびヘキサノールの異性体のようなアルコール；グリコールおよびこれらの混合物によって構成される群から選択される両親媒性化合物である。
【００４３】
非極性または弱極性溶媒のいずれかは、本発明の状況内で使用できる。有利なことに、非極性または弱極性溶媒は、非極性または弱極性の有機溶媒であり、特に、ｎ−ブタノール、ヘキサノール、シクロペンタン、ペンタン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、シクロヘプタン、ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ヘキサデカン、石油エーテル、ベンゼン、イソブチルベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、ジエチルエーテル、ｎ−ブチルアセテート、イソプロピルミリステート、およびこれらの混合物で構成される群から選択される。
【００４４】
ミクロエマルション（Ｍ１）において、界面活性剤は、ミクロエマルションの総体積に対して１〜３０体積％、特に５〜２５体積％、特に１０〜２０体積％の割合で存在する。補助界面活性剤はまた、ミクロエマルションの総体積に対して１〜３０体積％、特に５〜２５体積％、特に１０〜２０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍ１）中に存在する。故に、非極性または弱極性溶媒は、ミクロエマルションの総体積に対して４０〜９８体積％、特に５〜９０体積％、特に６０〜８０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍ１）中に存在する。
ミクロエマルション（Ｍ１）が調製されたら、油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を形成するために、事前に定義された水溶性孔形成剤を組み込む。
【００４５】
水溶性の孔形成剤は、固体形態、液体形態または極性溶媒の溶液にて、添加されてもよい。使用される変形例が如何なるものでも、極性溶媒は、水溶性の孔形成剤がミクロエマルション（Ｍ１）に組み込まれた後にミクロエマルションに添加される。有利なことに、水溶性の孔形成剤は、極性溶媒の溶液にてミクロエマルション（Ｍ１）に添加され、次いで、最初の極性溶媒と同一または異なる極性溶媒を再び添加する。より詳細には、使用される２つの極性溶媒は同一である。孔形成剤および任意に極性溶媒の添加は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて行なってもよい。
【００４６】
「極性溶媒」という用語は、本発明の状況内で、酸性化されたまたは塩基性の水、脱イオン水または蒸留水、酢酸、ヒドロキシル化溶媒、例えばメタノールおよびエタノール、低分子量の液体グリコール、例えばエチレングリコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、およびこれらの混合物で構成される群から選択される溶媒を意味すると理解される。
極性溶媒（孔形成剤が溶液の形態となる極性溶媒および／または後で添加される他の極性溶媒）は、ミクロエマルションの総体積に対して、０．５〜２０体積％、特に１〜１５体積％、特に２〜１０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍａ）中に存在する。水溶性の孔形成剤は、極性溶媒の総体積に対して、０．０５〜１０体積％、特に０．１〜５体積％、特に０．２〜１体積％の量でこの極性溶媒中に存在する。
【００４７】
本発明に従うプロセスの工程（ｂ）は、加水分解を可能にする化合物をミクロエマルション（Ｍａ）に添加することによって、シラン系化合物の加水分解を行なうことを目的とし、こうして得られたミクロエマルション（Ｍｂ）は油中水型ミクロエマルションである。
【００４８】
「シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物」という表現は、本発明の状況内では、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物、有利なことには工程（ａ）中で使用される極性溶媒と同一または異なる極性溶媒中のこうした化合物の溶液を意味すると理解される。シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物は、より詳細には、アンモニアまたは極性溶媒中のアンモニア溶液である。特に、アンモニアは、シラン系化合物の加水分解用の試薬（Ｈ２Ｏ）および触媒（ＮＨ３）として作用する。
【００４９】
極性溶媒溶液の、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物は、この溶液の総体積に対して、５〜５０体積％、特に１０〜４０体積％、特に２０〜３０体積％の割合で存在する。さらに、この溶液は、ミクロエマルション（Ｍｂ）の総体積に対して、０．０５〜２０体積％、特に０．１〜１０体積％、特に０．５〜５体積％の割合で存在する。
【００５０】
工程（ｂ）は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら、１０〜４０℃、有利なことには１５〜３０℃、より詳細には周囲温度（すなわち、２３℃±５℃）の温度にて、６〜４８時間、特に１２〜３６時間、とりわけ２４時間行なってもよい。
【００５１】
工程（ｃ）は、こうして得られたミクロエマルション（Ｍｂ）にシラン系化合物または幾つかのシラン系化合物を組み込むことで構成され、この化合物は、同一または異なって、ゾル−ゲル反応により本発明に従うシリカ粒子におけるシリカを与える。油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍｃ）を得るためのシラン系化合物のミクロエマルション（Ｍｂ）への組み込みは、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら行い、１０〜４０℃、有利なことには１５〜３０℃の温度、より詳細には周囲温度（すなわち２３℃±５℃）にて、５分から２時間、特に１５分から１時間、特に３０分間行なわれてもよい。
【００５２】
有利なことに、このシラン系化合物は、アルキルシランまたはアルコキシシランである。より詳細には、このシラン系化合物は、一般式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４を有し、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、それぞれ独立に、水素；ハロゲン；アミン基；アミド基；アシル基；ビニル基；ヒドロキシル基；エポキシ基；イソシアネート基；カルボキシル基；チオール（またはメルカプト）基；アクリルオキシ基、例えば、メタクリルオキシ基；１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基；４〜１５個の炭素、特に４〜１０個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アリール基、または式−ＯＲ６のアルコキシ基（Ｒ６は事前に定義されたアルキル基を示す）である。「任意に置換された」という表現は、シラン系化合物のアルキルおよびアリール基の状況内では、ハロゲン、アミン基、アミド基、アシル基、ビニル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、チオール（またはメルカプト）基またはアクリルオキシ基、特にメタクリルオキシ基で置換されることを意味すると理解される。
【００５３】
シラン系化合物は、より詳細には、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ，Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、ジメチルシラン（ＤＭＳｉ，Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ２）、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ，Ｃ６Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＣＨ３（ＣＨ２）７Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン（ＣＨ３（ＣＨ２）１７Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＯＳ，Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＣＨ３）２）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＳＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、メルカプトトリエトキシシラン（ＳＨ−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、アミノプロピルトリエトキシシラン（ＮＨ２（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）およびこれらの混合物から選択される。より詳細には、シラン系化合物はテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）である。
【００５４】
本発明に従って得られるシリカ粒子の表面および孔の官能化を目的として、使用されるシラン系化合物は、シラン系化合物の総量に対して２０％未満、特に５〜１５％の予備官能化シランを含有する混合物であってもよい。例えば、ＴＥＯＳおよび５〜１５％のメルカプトテトラエトキシシランを含有する混合物を、チオール基によって官能化される本発明に従う多孔質シリカ粒子の調製に使用してもよい。
【００５５】
ミクロエマルション（Ｍｃ）において、シラン系化合物は、ミクロエマルションの総体積の０．０５〜２０体積％、特に０．１〜１０体積％、特に０．５〜５体積％の割合で存在する。
【００５６】
本発明に従うプロセスの工程（ｄ）は、工程（ｃ）にて得られるミクロエマルション（Ｍｃ）を不安定化または変性するが、ナノ粒子の構造は変性しない溶媒を添加することによってシリカ粒子を沈殿させることを目的とする。
【００５７】
有利なことに、使用される溶媒は、事前に定義された極性溶媒である。工程（ｄ）中に使用されるべき特定の極性溶媒の１つは、エタノール、アセトンおよびＴＨＦで構成される群から選択される。故に、ミクロエマルション（Ｍｃ）へは、ミクロエマルションの体積以上の溶媒体積、特に１．５倍、とりわけ２倍、さらには３倍大きい溶媒体積で添加される。
【００５８】
工程（ｄ）の間に沈殿する孔形成剤を含むシリカ粒子を回収できるいずれかの技術が、本発明に従うプロセスの工程（ｅ）中で使用できる。有利なことに、この工程（ｅ）は、遠心分離工程、沈降工程、および洗浄工程から選択される１以上の同一または異なる工程を含む。洗浄工程は、以降は洗浄溶媒として記載される、事前に定義されたような極性溶媒中で行なわれる。回収工程が幾つかの洗浄工程を含む場合、１つの同じ極性溶媒が幾つかの洗浄工程、またはさらには全ての洗浄工程のために使用され、または幾つかの異なる極性溶媒が各洗浄工程のために使用される。１つ（または幾つか）の遠心分離工程に関して、それ（それらは）、周囲温度にて、４０００〜８０００ｒｐｍ、とりわけ６０００ｒｐｍのオーダー（すなわち、６０００±５００ｒｐｍ）の速度にて、５分から２時間、特に１０分から１時間、とりわけ１５分間、シリカ粒子を特に洗浄溶媒中で遠心分離することによって行なわれてもよい。
【００５９】
水溶性の孔形成剤の除去は、本発明に従うプロセスの特に工程（ｆ）中で、孔形成剤の溶解および解離に有利な当業者に既知のいずれかの技術によって行なわれてもよい。
【００６０】
有利なことに、この工程（ｆ）は、水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子を非常に大きな体積の水と接触させることで構成される。「非常に大きな体積」という表現は、本発明に従うプロセスの工程（ｅ）の後に回収される水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子の体積より５０倍、特に５００倍、とりわけ１０００倍大きい体積を意味すると理解される。工程（ｆ）は透析工程であってもよく、水溶性の孔形成剤を含むシリカナノ粒子は、Ｚｅｌｌｕｔｒａｎｓ（登録商標）タイプ（Ｒｏｔｈ）のセルロース膜によってそうした体積の水から分離される。あるいは透析工程の代わりに、ポリエーテルスルホン膜を介する限外ろ過工程を行なってもよい。工程（ｆ）は、さらに、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら、０〜３０℃、有利なことに２〜２０℃の温度、より詳細には低温（すなわち６℃±２℃）にて、３０時間から１５日間、特に３日間から１０日間、とりわけ１週間行なってもよい。
【００６１】
水溶性孔形成剤は、本発明に従うプロセスの工程（ｄ）および／または（ｅ）からも、この（またはこれらの）工程に使用される溶媒が水性である場合特に、孔形成剤を含むシリカ粒子から除去され始める場合があることに注目すべきである。
【００６２】
本発明はまた、本発明に従うプロセスの状況内で使用できるミクロエマルション（Ｍｃ）に関する。この油中水型タイプのミクロエマルションは：
−特に事前に定義された、少なくとも１つの界面活性剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの補助界面活性剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの極性溶媒；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つのシラン系化合物；および
−特に事前に定義された、そのシラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む。
【００６３】
有利なことに、本発明の主題である油中水型タイプのミクロエマルションは：
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの界面活性剤；
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの補助界面活性剤；
−４０〜９５％、特に５０〜９０％、とりわけ６０〜８０％の量の少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−０．５〜２０％、特に１〜１５％、とりわけ２〜１０％の量の少なくとも１つの極性溶媒；
−０．００１〜１％、特に０．００５〜０．１％、とりわけ０．００１〜０．０５％の量の少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−０．０５〜２０％、特に０．１〜１０％、とりわけ０．５〜５％の量で少なくとも１つのシラン系化合物；および
−０．０１〜５％、特に０．０５〜１％、とりわけ０．１〜０．５％の量で、そのシラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む。
【００６４】
本発明は、さらに、本発明のプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子に関する。この粒子は、事前に定義されたような多孔質シリカ粒子である。
【００６５】
本発明に従う多孔質シリカ粒子は、均質な多孔性を有する。孔は同じサイズを有し、このサイズは使用される孔形成剤の機能である。有利なことに、本発明に従う多孔質シリカ粒子は、好ましくは１０Å未満の直径、および１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、特に６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダーの平均サイズを有する秩序化した均一な孔を有する。
【００６６】
本発明は最後に、触媒作用、印刷、ろ過、塗装、重合、熱交換、材料化学、炭化水素の精錬、吸収剤、食品産業、活性剤の輸送、バイオモレキュラ、医薬製品、バイオエレクトロニック化合物、ならびに電子、光学、半導体およびセンサデバイスのような分野における、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
【００６７】
より詳細には、本発明は、対象とする製品の分離、検出、触媒作用、および錯化のための、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
【００６８】
「対象とする製品」という表現は、本発明の状況内では、特に化学品、金属イオン、無機化合物、有機または無機分子、薬剤、ペプチド、タンパク質、核酸（一本鎖または二本鎖ＤＮＡおよびＲＮＡ）、合成または天然ポリマー、食品または医薬製品、ウィルス、バクテリア、細胞およびその他のもので構成される群から選択される有機または無機の、天然、人工または合成製品を意味すると理解される。
【００６９】
「化学品」という用語は、より詳細には、本発明において、フタロシアニン（周辺位および／または非周辺位における置換）、ポルフィリン（メソおよび／または周辺（β）位における置換）、染料および蛍光体（カルジオグリーン、ナフタロシアニン、フルオロセイン、ローダミンＢ、オキサジン７５０過塩素酸塩、ＩＲ１４０、ＩＲ６７６、ＨＩＴＣ、１，１’，３，３，３’３’−ヘキサメチルインドトリカルボシアニン過塩素酸塩、ローダミン１９過塩素酸塩、ジアミングリーンＢ、ヨウ化プロピルアストラブルー、ナイルブルー過塩素酸塩、ＩＲ７８３、ＩＲ８０６、オキサジン１７０過塩素酸塩）で構成される群から選択される製品を意味すると理解される。
【００７０】
本発明は、非常に詳細には、場合により塩またはコロイドの形態での金属イオン、金、銅、ストロンチウム、鉛、カドミウム、クロム、鉄および亜鉛、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アクチニドイオンおよびランタニドイオンの錯化および捕捉のための、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
本発明の他の特徴および利点はまた、添付の図面を参照して、非限定的な例示として与えられる以下の実施例を読むことにより、当業者に明らかになる。
【実施例】
【００７１】
１．本発明のプロセスに従う多孔質シリカ粒子の合成
この実施例のプロセスでは、親水性β−シクロデキストリンを水に溶解させた後、その場で、周囲温度にて逆ミクロエマルションに注入し、均一に分配させ、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、シリカ前駆体）を添加する。水性アンモニアＮＨ４ＯＨでのＴＥＯＳの加水分解と、シリカ粒子の種々の洗浄工程後に、シリカ粒子（直径約４０ｎｍ）を水に分散させ、これらのナノ対象物の多孔性を構成することを目的としたβ−シクロデキストリンを除去するために、低温にて蒸留された脱イオン水に透析により通過させる。
【００７２】
より詳細には、ミクロエマルションは、次の化学品：界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ１００（１６．８ｍｌ）、補助界面活性剤ｎ−ヘキサノール（１６．４ｍｌ）、および有機溶媒シクロヘキサン（７５．０４ｍｌ）をこの順序で添加することによって得られる。次いで溶液は、周囲温度で１５分間攪拌される。
【００７３】
次に、孔形成剤のβ−シクロデキストリン水溶液（２％、８００ｍｌの水中１６ｍｇ、Ｍ＝１１３５．０１ｇ．ｍｏｌ−１）を添加し、その後水（４ｍｌ）を添加する。２５％の水性アンモニア（１０００μｌ）をこのミクロエマルションに注入する。得られたミクロエマルションを周囲温度にて３０分間攪拌する。シリコーン誘導体ＴＥＯＳ（「テトラエトキシシラン」に関して、９００μｌ、４０．３２×１０−４ｍｏｌ、ｄ＝０．９３４、Ｍ＝２０８．３３ｇ．ｍｏｌ−１）を順に添加する。ＴＥＯＳの加水分解は、既に存在する水性アンモニアによって開始され、反応混合物は周囲温度で２４時間攪拌される。
【００７４】
ミクロエマルションは、エタノール（２００ｍｌ）の添加によって不安定化され、シリカビーズはエタノールで３回、水で１回洗浄され、それぞれの洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行なう。
【００７５】
洗浄工程後、水への溶解度が１８ｇ／ｌ、すなわち約１６．５ｍＭである孔形成剤の除去は、磁性攪拌を伴う１週間の水（５ｌ）への透析によって達成される。水（４００ｍｌ）中に分散する多孔質シリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析によって特徴付けられる。
【００７６】
２．本発明に従うプロセスによって得られる多孔質シリカ粒子の錯化
２．１．蛍光体ナイルブルーＡ過塩素酸塩との錯化
本発明のプロセスに従って調製された多孔質シリカナノ粒子の水溶液（１０ｍｌ）を水（１９ｍｌ）で希釈し、激しい磁性攪拌下にて維持する。
【００７７】
次に、ナイルブルーＡ過塩素酸塩の水溶液（１ｍｌ水中の０．４１ｍｇ、Ｃ＝１０−３Ｍ、Ｍ＝４１７．８５ｇ．ｍｏｌ−１、ｎ＝１０−６ｍｏｌ）を反応混合物に添加し、それを周囲温度で２４時間攪拌する。蛍光体と錯化したシリカビーズは、次いでエタノールで３回、水で１回洗浄し、各洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行う。
【００７８】
２．２．蛍光体および金属との錯化
以下の表１に、本発明のプロセスに従って調製される多孔質シリカ粒子に導入される種々の蛍光体および金属を示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
３．得られた錯化シリカ粒子の特徴付け：ＴＥＭ、ゼータサイザーまたは蛍光分析
３．１．実験６９（表１）
上記項目２．１からのプロセスに従って調製され、水中に分散した、ナイルブルーＡ過塩素酸塩で標識されたシリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析および蛍光測定によって特徴付ける。
【００８１】
図１は、これらの標識されたシリカナノ粒子を含有する水溶液の励起および発光スペクトルを示す。
【００８２】
３．２．実験６８（表１）
上記項目１に記載されるプロセスに従って調製された球状の多孔質ナノ粒子を、染料ＩＲ８０６と錯化する。
【００８３】
ＩＲ８０６と錯化し、水中に分散したナノ粒子のサイズを分析する。図２は、２つの独立した試験で得られるサイズ分布を示し、測定された平均サイズはそれぞれ８５．２４ｎｍおよび６８．０６ｎｍである。
【００８４】
３．３．実験２５（表１）
Ａｇを含むシリカナノ粒子の水性分散液は、孔形成剤としてスクロースを用いることによって調製される。
【００８５】
この実施例のプロセスにおいて、親水性スクロースを水に溶解させた後、その場で、周囲温度にて逆ミクロエマルションに注入し、均一に分配させ、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、シリカ前駆体）を添加する。アンモニアでのＴＥＯＳの加水分解と、シリカ粒子の種々の洗浄工程後に、シリカ粒子（直径約６０ｎｍ）を水に分散させ、これらのナノ対象物の多孔性を構成することを目的としたスクロースを除去するために、低温にて蒸留された脱イオン水に透析により通過させる。
【００８６】
より詳細には、ミクロエマルションは、次の化学品：界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ１００（５ｍｌ）、補助界面活性剤ｎ−ヘキサノール（５ｍｌ）、および有機溶媒シクロヘキサン（２０ｍｌ）をこの順序で添加することによって得た。次いで溶液は、周囲温度で１５分間攪拌される。
【００８７】
次に、孔形成剤のスクロース水溶液（０．５％、２００ｍｌ水中の５ｍｇ、Ｍ＝３４２．３０ｇ．ｍｏｌ−１）を添加し、その後水（１ｍｌ）を添加する。２５％の水性アンモニア（１２５μｌ）をこのミクロエマルションに注入する。得られたミクロエマルションを周囲温度にて３０分間攪拌する。シリコーン誘導体ＴＥＯＳ（「テトラエトキシシラン」に関して、１７６μｌ、８×１０−４ｍｏｌ、ｄ＝０．９３４、Ｍ＝２０８．３３ｇ．ｍｏｌ−１）を順に添加する。ＴＥＯＳの加水分解は、既に存在する水性アンモニアによって開始され、反応混合物を周囲温度で２４時間攪拌する。ミクロエマルションは、エタノール（２００ｍｌ）の添加によって不安定化され、シリカビーズはエタノールで３回、水で１回洗浄され、それぞれの洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行う。
【００８８】
洗浄工程後、水への溶解度が２０℃で２２．１５ｇ／ｌのオーダーである孔形成剤の除去は、磁性攪拌を伴う１週間の水（５ｌ）への透析によって達成される。水（５００ｍｌ）中に分散する多孔質シリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析によって特徴付けられる。
【００８９】
ＴＥＭ画像は、実験２５サンプルの微細構造を示す（図３）。球状のナノ粒子が観測され、それはアグロメレートの中およびアグロメレートの外側に位置する。これらのナノ粒子のサイズは、３０〜８０ｎｍである。
【００９０】
エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を、これらの球状ナノ粒子について行った（図４Ａ）。アグロメレートの外側に位置する球状ナノ粒子はＡｇが豊富である。それらはまた、ＳｉおよびＳ元素を含有する。以下の表２では、図４Ａに対応する分析から得られる数値を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
ＥＤＳＸ分析はまた、これらのアグロメレートについても行った（図４Ｂ）。後者は、Ｓｉが豊富であり、Ａｇはほとんど含有しない。以下の表３には図４Ｂに対応する分析から得られた数値を示す。
【００９３】
【表３】
【００９４】
３．４．実験３２（表１）
ＴＥＯＳと共に５〜１５％のメルカプトトリエトキシシランの添加によってチオール（ＳＨ）基で官能化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液はストロンチウムを含有する。
【００９５】
ＴＥＭ画像は、実験３２サンプル（図５）の微細構造を示す。球状ナノ粒子が観測され、それはアグロメレート中およびアグロメレートの外側に位置する。これらのナノ粒子のサイズは約１００ｎｍである。
【００９６】
エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳＸ）による元素分析をこれらの球状ナノ粒子について行った（図６Ａ）。アグロメレートの外側に位置する球状ナノ粒子は、元素Ｓｉが非常に豊富で、Ｓｒ元素を含有する場合もある。以下の表４は、図６Ａに対応する分析から得られる数値を示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
ＥＤＳＸ分析はまた、これらのアグロメレートについても行なった（図６Ｂ）。球状粒子と比べると、アグロメレートは元素Ｓのパーセンテージが高い。実際チオール官能基は、ナノスケールビーズによく集中しており、大きな錯体形成をもたらす。以下の表５は、図６Ｂの分析から得られる数値を示す。
【００９９】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ粒子の分野、特に球状で多孔質のシリカナノ粒子の分野に関する。
特に、本発明の主題の１つは、シクロデキストリン誘導体またはサッカリドのような水溶性の孔形成剤の使用を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスである。その主題はまた、このプロセスによって調製可能な多孔質シリカ粒子、およびそれらの種々の使用および用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
球状で多孔質のナノ粒子は、先行技術から周知である。規則的な多孔性は、シリカ材料において、従来のゾル−ゲルプロセスによって得ることができる。しかし、これらの材料は非晶性の特性を有するので、低い機械的強度、低い熱伝導率、およびその疎水性が大いに懸念される。
【０００３】
最近、規則的な多孔質構造を有するナノスケールサイズの多孔質材料を製造するために、幾つかの方法が確立された。
【０００４】
こうした方法の１つは、種々のサイズの孔を得るために、焼結される孔形成剤を使用するものである。ということは、この方法は、多孔性を生じさせるために達成されるべき最適温度の点からは堅牢な材料を必要とし、その温度は一般に５００℃を超える。アルミノシリケート、酸化セリウム、シリカビーズ、酸化チタンのような種々の粒子においてナノスケールの多孔性を生じさせるために、焼結方法の種々の応用が文献にて報告されている。シリカビーズに関して、非特許文献１では、孔形成剤として、非加水分解性アミン官能基を有するトリアルコキシシランである３−アミノプロピルトリエトキシシラン、またはグリセロールのいずれかを使用することが提案されている。後者の孔形成剤は、粒径分布およびモルホロジーの観点から最良の結果をもたらす。しかし、得られた粒子は、１５０ｎｍを超えるサイズを有する［非特許文献１］。
【０００５】
また、白金を含有するメソ多孔質シリカ粒子は、孔形成剤として白金前駆体を用いることにより、さらに必要な多孔性を生じさせるために焼結を必要とすることによって、製造されている。シリカ系孔形成剤を用いる多孔質の微細構造体の調製も記載されている。
【０００６】
非特許文献２では、Ｆｅ２Ｏ３コアおよびＳｉＯ２シェルを有するナノ粒子（以下、Ｆｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子として示す）から種々の種類のナノ粒子を調製することが提案されており、このシェルは逆マイクロエマルションにより合成されている［非特許文献２］。故に、逆マイクロエマルションがテトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、続いて焼成される孔形成剤としてのオクタデシルトリメトキシシラン（Ｃ１８ＴＭＳ）を使用する場合に、メソ多孔質Ｆｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子が得られる。変形例として、中空のＳｉＯ２ナノ粒子は、そのＦｅ２Ｏ３／ＳｉＯ２ナノ粒子の金属コアをエッチングすることによって得られる。故に文献にて報告されている多孔性を導入する別の方法は、ナノ粒子のエッチングからなる。
【０００７】
多孔性はまた、界面活性剤の使用により形成できる。これは特に、界面活性剤としてセチルトリメトキシアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）を用い、次いでそれを形成された粒子から酸洗浄により抽出することによってメソ多孔質シリケート粒子を形成するために使用されている［非特許文献３］。
【０００８】
熱孔形成剤、特にシリカ前駆体にグラフトしたアダマンタンタイプの熱孔形成剤の使用により誘導される多孔性を有するハイブリッドシリカの秩序化ナノ構造体が確立された［非特許文献４］。
【０００９】
故に、実施が容易で、焼結、エッチング、腐食または酸処理のような厳しい処理工程を含まない、多孔質シリカ粒子の調製プロセスが真に必要とされている。
【００１０】
シクロデキストリンは、孔形成剤として既に報告されている。確認として、シクロデキストリンは、環状オリゴサッカリドで構成され、疎水性分子と錯体を形成できる。これが結果として、活性剤の輸送、医薬処方、環境保護、超分子化学、芳香剤の拡散、およびコレステロールを含まない製品を調製するための食品産業のような種々の分野において多数応用されている。特に、約７．５Åの内径、ひいては内部空隙を有するβ−シクロデキストリンのようなシクロデキストリンの疎水性コアと適合性のサイズを有する親油性の医薬製品は錯体を形成でき、結果としてこうした医薬製品の水性溶解度を増大させる。インビボでの有効性は、こうした医薬製品がシクロデキストリン錯体として投与される場合に一般に維持される。さらに、シクロデキストリンは非毒性であり、タンパク質を変性せず、酵素反応を邪魔しないことに留意することが重要である。
【００１１】
シクロデキストリンの孔形成剤としての使用に関して、特許文献１には、絶縁薄膜層のような５０Å未満の直径を有するナノ細孔を有する物質の調製が記載されている。この調製は、シリカベースのマトリックス前駆体と孔形成剤としてのシクロデキストリンとを使用し、この孔形成剤の熱分解工程を使用している［特許文献２］。
【００１２】
同様に、γ−シクロデキストリンが、シリカ／ゼオライトＭＦＩフィルムにおける多孔性を生じさせるために使用されており、これらのフィルムの調製中に使用されるプロセスは焼成工程を含む［非特許文献５］。β−シクロデキストリンの使用による、１μｍ超過のサイズを有するポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）の多孔質ミクロ粒子の調製も報告されている［非特許文献６］。
【００１３】
しかし、シクロデキストリンは、多孔質シリカ粒子の調製のための孔形成剤として使用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許ＵＳ６，６３２，７４８
【特許文献２】特許ＵＳ６ ６３２ ７４８、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓの名において、２００３年１０月１４日公開
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｖａｃａｓｓｙ，Ｒ．；Ｆｌａｔｔ，Ｒ．Ｊ．；Ｈｏｆｍａｎｎ，Ｈ．；Ｃｈｏｉ，Ｋ．Ｓ．；Ｓｉｎｇｈ，Ｒ．Ｋ．Ｊ．ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ． ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２２７，３０２−３１５
【非特許文献２】Ｙｉ，Ｄ．Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｓ．Ｓ．；Ｐａｐａｅｆｔｈｙｍｉｏｕ，Ｇ．Ｃ．；Ｙｉｎｇ，Ｊ．Ｙ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，２００６，１８，６１４−６１９
【非特許文献３】Ｌｉｍ，Ｍ．Ｈ．；Ｂｌａｎｆｏｒｄ，Ｃ．Ｆ．；Ｓｔｅｉｎ，Ａ．Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．，１９９８，１０，４６７−４７０
【非特許文献４】Ｃｈｏ，Ｗ．；Ｃｈａ，Ｂ．；Ｋｉｍ，Ｊ．Ｍ．；Ｃｈａｒ，Ｋ．「Ｔｈｅ ２３１ｓｔ ＡＣＳ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ」における，Ｎａｎｏ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：ジョージア州アトランタ，３月２６−３０，２００６，Ｐｏｌｙ２１４
【非特許文献５】Ｌｉ，Ｓ．；Ｌｉ，Ｚ．；Ｙａｎ，Ｙ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２００３，１５，１５２８−１５３１
【非特許文献６】Ｋｗｏｎ，Ｍ．Ｊ．；Ｂａｅ，Ｊ．Ｈ．；Ｋｉｍ，Ｊ．Ｊ．；Ｎａ，Ｋ．；Ｌｅｅ，Ｅ．Ｓ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，２００７，３３３，５−９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明により、上記で列挙した欠点および技術的問題を克服できる。特に、その技術的問題から、特定のファミリーの孔形成剤、すなわち水溶性孔形成剤を使用することにより多孔質シリカ粒子を調製するプロセスが提案され、その孔形成剤の除去は、多孔性を得るために必須であるが、焼成、エッチング、腐食または酸処理のような厳しいプロセスを必要としない。β−シクロデキストリンまたはスクロースのような、使用される孔形成剤の元々の親水性を考慮すると、技術的問題は、温和であり、透析のようなあまり大きなエネルギー消費を行なわないと考えられるプロセスによって容易に取り除くことができる。
【００１７】
本発明者らの業績から、β−シクロデキストリンまたはスクロースのような水溶性孔形成剤の使用により、シリカ粒子に均質な多孔性を生じさせ、ナノスケールの規則的な多孔性を、シリカ系の球状粒子材料、特にサイズが１００ｎｍ未満であるのが有利なナノ粒子材料に導入することができることがわかった。特に、親水性に不安定な孔形成剤の除去により、有利なことに１０Å未満の直径を有する秩序化された均一な孔が得られる。
【００１８】
本発明の別の特徴は、シリカ粒子の比表面積の増大に関し、その現象は孔形成剤の効率の良い除去によるものであり、以下で列挙するような多数のターゲット分子を捕捉できる空隙を生じさせる。
【００１９】
さらに、本発明の状況において、本発明に従うプロセスによって得られたシリカ粒子の表面領域を官能化でき、それによって多孔質材料（空隙を有する）を得ることができるだけでなく、例えば金属イオンの錯化を生じ易く、その錯化にて良好に働く材料を得ることができる。特に、表面領域および孔は、これらの粒子のターゲット元素の捕捉能を改善できるように、シランＮＨ２（アミノプロピルトリエトキシシランまたはＡＰＴＥＳ）、ＳＨ（メルカプトトリエトキシシラン）、ＥＤＴＡなどのカップリング剤によって官能化されたシリカ前駆体を用いて、官能化できる。さらに、この官能化により、材料の極性に望ましい影響、すなわち応用時に使用されるべき溶媒との親和性への影響、すなわち極性、非極性など、ひいては所望の分散液に関する極性、非極性への影響を決定できる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
故に、本発明は、次で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセスに関する：
−水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子の調製；次いで
−この孔形成材料の溶解による除去。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ナイルブルーＡ過塩素酸塩で標識され、本発明のプロセスに従って調製されたシリカナノ粒子を含有する水溶液の励起および発光スペクトルを示す。
【図２】本発明のプロセスに従って調製され、ＩＲ８０６と錯化された多孔質ナノ粒子を用いた２つの独立した実験に関して得られたサイズ分布を示す。
【図３】本発明のプロセスに従って調製され、銀（Ａｇ）と錯化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液のＴＥＭ画像である。
【図４】アグロメレートの外側（図４Ａ）とアグロメレート中（図４Ｂ）に存在する、図３に示される分散液の球状ナノ粒子に関して行なわれたエネルギー分散型X線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を示す。
【図５】本発明のプロセスに従って調製され、ストロンチウム（Ｓｒ）で錯化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液のＴＥＭ画像である。
【図６】アグロメレートの外側（図６Ａ）とアグロメレート中（図６Ｂ）に存在する、図５に示される分散液の球状ナノ粒子に関して行なわれたエネルギー分散型X線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の状況において、水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子は逆ミクロエマルションから調製される。
【００２３】
「逆ミクロエマルション」という表現は、「油中水型」ミクロエマルションとしても知られ、第１の極性液体の微細な液滴の、非極性であり、従って第１の液体と不混和性の第２液体中における熱力学的に安定な明確な懸濁液を意味すると理解される。
【００２４】
より詳細には、本発明に従うプロセスは、次の工程を含む：
ａ）水溶性の孔形成剤を含有する油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製する工程
ｂ）工程（ａ）で調製されたミクロエマルション（Ｍａ）に、シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物を添加する工程；
ｃ）工程（ｂ）で得られたミクロエマルション（Ｍｂ）に、少なくとも１つのシラン系化合物を添加する工程；
ｄ）工程（ｃ）で得られたミクロエマルション（Ｍｃ）に、ミクロエマルションを不安定化することができる溶媒を添加する工程；
ｅ）工程（ｄ）中に沈殿した孔形成剤を含むシリカ粒子を回収する工程；および
ｆ）多孔質シリカ粒子を得るために、工程（ｅ）中に回収したシリカ粒子から水溶性孔形成剤を溶解することによって除去する工程。
【００２５】
「多孔質シリカ粒子」という表現は、本発明の状況内では、特に球状であり、好ましくは１０Å未満の直径を有する、秩序化した均一な孔を有するシリカ粒子を意味すると理解される。有利なことに、本発明に従うシリカ粒子は、１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、特に６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダー（すなわち４０±１０ｍ）の平均サイズを有する。本発明に従うシリカ粒子は、場合により官能化されてもよい。
【００２６】
「水溶性の孔形成剤」という表現は、本発明の状況内では、水溶液と混和性であり、水溶液からはそのごく少量だけが非極性有機溶媒、例えばトルエンまたはヘプタンに抽出され得る孔形成剤を意味すると理解される。
【００２７】
「ごく少量」という表現は、水溶液に存在する孔形成剤の総重量に対して５重量％未満、特に３重量％未満、特に１重量％未満の量を意味すると理解される。
【００２８】
本発明の状況内で使用される水溶性の孔形成剤は、２５℃において水への溶解度が１０ｇ／ｌ超過、特に１５ｇ／ｌ超過である。この溶解度は、シクロデキストリンの場合では１８ｇ／ｌのオーダーである［Ｓａｂａｄｉｎｉ，Ｅ．；Ｃｏｓｇｒｏｖｅ，Ｔ．；ｄｏ Ｃａｒｍｏ Ｅｇｉｄｉｏ，Ｆ．Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒｅｓ．，２００６，３４１，２７０−２７４．］。
【００２９】
有利なことに、本発明の状況内で使用される水溶性の孔形成剤は、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体、モノサッカリド、オリゴサッカリドおよびポリサッカリドによって構成される群から選択される。
【００３０】
「シクロデキストリン」という用語は、α−１，４−グリコシド結合によって連結したｎ個の無水グルコース単位の結合によって形成される化合物を意味すると理解され、ｎは５〜１２の整数（境界を含む）を示し、特に天然シクロデキストリンは、６、７および８個の無水グルコース単位を有し、それぞれα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、およびγ−シクロデキストリンとして知られる。
【００３１】
「シクロデキストリン誘導体」という表現は、事前に定義されたようなシクロデキストリンから、化学変性、特に置換によって誘導されるシクロデキストリンを意味すると理解される。故に、シクロデキストリン誘導体は、１以上の無水グルコース単位上に１以上の同一または異なる置換基を有していてもよい。いずれの置換も、特に無水グルコース単位のヒドロキシル基と、ハロゲン；マルトシル；グルコシル；フェニル；ベンジル；メチル；ヒドロキシプロピル；ナフチル；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換される直鎖又は分枝鎖アルキル基；１〜２０個の炭素原子、有利なことには３〜１８個の炭素原子、特に６〜１５個の炭素原子を有する、任意に置換される直鎖又は分枝鎖アリール基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるアミン基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるアミド基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるスルホニル基；１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるスルホキシド基；または１〜２０個の炭素原子を有する、任意に置換されるチオール基のような別の基とを置き換えることを目的とする。「任意に置換される」という表現は、ハロゲン、ヒドロキシル、ナフチル、ベンジルまたは１〜６個の炭素原子を有するアルキルによって置換されることを意味すると理解される。
【００３２】
本発明の状況内で使用できるシクロデキストリン誘導体の非限定例としては、特許ＵＳ５，７６０，０１７に記載される式（Ｉ）の誘導体を挙げることができる［特許ＵＳ５ ７６０ ０１７ ｔｈｅ Ｃｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ ａ ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅの名において、１９９８年６月２日公開］。
【００３３】
本発明の状況内で有利に使用されるモノサッカリドは、３〜７個の炭素を有するモノサッカリド、例えばグリセルアルデヒド、ジヒドロキシアセトン、エリトロース、トレオース、エリトルロース、デオキシリボース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、リブロース、キシルロース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、プシコース、フルクトース、ソルボース、タガトース、セドヘプツロース、およびマンノヘプツロースである。
【００３４】
本発明の状況内で有利に使用されるオリゴサッカリドおよびポリサッカリドは、特に：
−ジホロシドまたはオリゴホロシド、例えばトレハルロース、サッカロース（またはスクロース）、ツラノース、マルツロース、ロイクロース、イソマルツロース、メリビオース、ラクツロース、ラクトース、ルチノース、イヌロビオース、マンノビオース、トレハロース、マルトース、イソマルトース、ソホロース、ラミナリビオースおよびセロビオース；ならびに
−ポリホロシド、例えばグリコーゲン（孔形成剤の分子量は、特に１５０００、特に１００００、さらに４０００を超えるべきでないと理解される）
であり、全て水溶性である。
【００３５】
本発明に従うプロセスに特に好適な孔形成剤の１つは、疎水性空隙および活性化ヒドロキシル基で構成される切頂錘の形状を有するβ−シクロデキストリン分子である。この分子は、水に対して大きな親和性を有する。シリカナノ粒子の外表面領域、さらにはコアは、ヒドロキシル基を有し、後者は、水素架橋を形成することによってβ−シクロデキストリン分子と相互作用できることが知られている。故に、こうした現象が、懸濁液中での、β−シクロデキストリン分子とシリカ粒子との間の良好な混和性を確実にする。β−シクロデキストリン分子を導入し、濃度を変更することによって、メソ多孔性が制御可能になる。
【００３６】
そのため、本発明に従うプロセスの工程（ａ）は、水溶性孔形成剤を含有する油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製することで構成される。こうしたミクロエマルションを調製可能にするいずれかの技術が、本発明の状況内で使用できる。すなわち、
−ミクロエマルション（Ｍａ）を得るために、油中水型タイプの第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製し、続いてその中に水溶性の孔形成剤を組み込む；
−または種々の成分、ひいては水溶性の孔形成剤を共に混合することによって直接ミクロエマルション（Ｍａ）を調製することができる。
【００３７】
有利なことには、本発明に従うプロセスの工程（ａ）は、水溶性の孔形成剤が後で組み込まれる第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製することで構成される。この油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍ１）は、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの補助界面活性剤、および少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒を共に混合することによって得られる。界面活性剤、補助界面活性剤、および非極性または弱極性溶媒は、一度に混合されてもよく、１つずつもしくはグループ毎に添加してもよい。有利なことには、それらは、次の順序；界面活性剤、次いで補助界面活性剤、次いで非極性または弱極性溶媒で１つずつ添加される。
【００３８】
混合は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら行なわれ、１０〜４０℃、有利なことに１５〜３０℃、より詳細には周囲温度（すなわち２３℃±５℃）の温度にて、１〜４５分間、特に５〜３０分間、特に１５分間の期間実施されてもよい。
【００３９】
本発明の状況内で使用できる界面活性剤は、親水性種を疎水性環境に導入することを目的とし、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、およびこれらの混合物から選択できる。「混合物」という用語は、本発明の状況内では、少なくとも２つの異なるイオン性界面活性剤の混合物、少なくとも２つの異なる非イオン性界面活性剤の混合物、または少なくとも１つの非イオン性界面活性剤と少なくとも１つのイオン性界面活性剤との混合物を意味すると理解される。
【００４０】
イオン性界面活性剤は、特に荷電した炭化水素系鎖の形態であることができ、その電荷は対イオンによってつり合う。イオン性界面活性剤の非限定例としては、ナトリウムビス（２−エチルヘキシル）スルホスクシネート（ＡＯＴ）、セチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）、セチルピリジニウムブロミド（ＣＰＢ）、およびこれらの混合物を挙げることができる。
【００４１】
本発明の状況内で使用できる非イオン性界面活性剤は、ポリエトキシル化アルコール、ポリエトキシル化フェノール、オレエート、ラウレートおよびこれらの混合物で構成される群から選択できる。市販の非イオン性界面活性剤の非限定例としては、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ製品、例えばＴｒｉｔｏｎ Ｘ−１００；Ｂｒｉｊ製品、例えばＢｒｉｊ−３０；Ｉｇｅｐａｌ ＣＯ製品、例えばＩｇｅｐａｌ ＣＯ−７２０；Ｔｗｅｅｎ製品、例えばＴｗｅｅｎ ２０およびＳｐａｎ製品、例えばＳｐａｎ８５を挙げることができる。
【００４２】
「補助界面活性剤」という用語は、本発明の状況内で、ミクロエマルションの形成を促進し、それらを安定化できる試剤を意味すると理解される。有利なことに、この補助界面活性剤は、８〜２０個の炭素原子を有するアルキル硫酸ナトリウム、例えばＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）；プロパノール、ブタノール、ペンタノール、およびヘキサノールの異性体のようなアルコール；グリコールおよびこれらの混合物によって構成される群から選択される両親媒性化合物である。
【００４３】
非極性または弱極性溶媒のいずれかは、本発明の状況内で使用できる。有利なことに、非極性または弱極性溶媒は、非極性または弱極性の有機溶媒であり、特に、ｎ−ブタノール、ヘキサノール、シクロペンタン、ペンタン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、シクロヘプタン、ヘプタン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ヘキサデカン、石油エーテル、ベンゼン、イソブチルベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、ジエチルエーテル、ｎ−ブチルアセテート、イソプロピルミリステート、およびこれらの混合物で構成される群から選択される。
【００４４】
ミクロエマルション（Ｍ１）において、界面活性剤は、ミクロエマルションの総体積に対して１〜３０体積％、特に５〜２５体積％、特に１０〜２０体積％の割合で存在する。補助界面活性剤はまた、ミクロエマルションの総体積に対して１〜３０体積％、特に５〜２５体積％、特に１０〜２０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍ１）中に存在する。故に、非極性または弱極性溶媒は、ミクロエマルションの総体積に対して４０〜９８体積％、特に５〜９０体積％、特に６０〜８０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍ１）中に存在する。
ミクロエマルション（Ｍ１）が調製されたら、油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を形成するために、事前に定義された水溶性孔形成剤を組み込む。
【００４５】
水溶性の孔形成剤は、固体形態、液体形態または極性溶媒の溶液にて、添加されてもよい。使用される変形例が如何なるものでも、極性溶媒は、水溶性の孔形成剤がミクロエマルション（Ｍ１）に組み込まれた後にミクロエマルションに添加される。有利なことに、水溶性の孔形成剤は、極性溶媒の溶液にてミクロエマルション（Ｍ１）に添加され、次いで、最初の極性溶媒と同一または異なる極性溶媒を再び添加する。より詳細には、使用される２つの極性溶媒は同一である。孔形成剤および任意に極性溶媒の添加は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて行なってもよい。
【００４６】
「極性溶媒」という用語は、本発明の状況内で、酸性化されたまたは塩基性の水、脱イオン水または蒸留水、酢酸、ヒドロキシル化溶媒、例えばメタノールおよびエタノール、低分子量の液体グリコール、例えばエチレングリコール、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、およびこれらの混合物で構成される群から選択される溶媒を意味すると理解される。
極性溶媒（孔形成剤が溶液の形態となる極性溶媒および／または後で添加される他の極性溶媒）は、ミクロエマルションの総体積に対して、０．５〜２０体積％、特に１〜１５体積％、特に２〜１０体積％の割合でミクロエマルション（Ｍａ）中に存在する。水溶性の孔形成剤は、極性溶媒の総体積に対して、０．０５〜１０体積％、特に０．１〜５体積％、特に０．２〜１体積％の量でこの極性溶媒中に存在する。
【００４７】
本発明に従うプロセスの工程（ｂ）は、加水分解を可能にする化合物をミクロエマルション（Ｍａ）に添加することによって、シラン系化合物の加水分解を行なうことを目的とし、こうして得られたミクロエマルション（Ｍｂ）は油中水型ミクロエマルションである。
【００４８】
「シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物」という表現は、本発明の状況内では、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物、有利なことには工程（ａ）中で使用される極性溶媒と同一または異なる極性溶媒中のこうした化合物の溶液を意味すると理解される。シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物は、より詳細には、アンモニアまたは極性溶媒中のアンモニア溶液である。特に、アンモニアは、シラン系化合物の加水分解用の試薬（Ｈ２Ｏ）および触媒（ＮＨ３）として作用する。
【００４９】
極性溶媒溶液の、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物は、この溶液の総体積に対して、５〜５０体積％、特に１０〜４０体積％、特に２０〜３０体積％の割合で存在する。さらに、この溶液は、ミクロエマルション（Ｍｂ）の総体積に対して、０．０５〜２０体積％、特に０．１〜１０体積％、特に０．５〜５体積％の割合で存在する。
【００５０】
工程（ｂ）は、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら、１０〜４０℃、有利なことには１５〜３０℃、より詳細には周囲温度（すなわち、２３℃±５℃）の温度にて、６〜４８時間、特に１２〜３６時間、とりわけ２４時間行なってもよい。
【００５１】
工程（ｃ）は、こうして得られたミクロエマルション（Ｍｂ）にシラン系化合物または幾つかのシラン系化合物を組み込むことで構成され、この化合物は、同一または異なって、ゾル−ゲル反応により本発明に従うシリカ粒子におけるシリカを与える。油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍｃ）を得るためのシラン系化合物のミクロエマルション（Ｍｂ）への組み込みは、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら行い、１０〜４０℃、有利なことには１５〜３０℃の温度、より詳細には周囲温度（すなわち２３℃±５℃）にて、５分から２時間、特に１５分から１時間、特に３０分間行なわれてもよい。
【００５２】
有利なことに、このシラン系化合物は、アルキルシランまたはアルコキシシランである。より詳細には、このシラン系化合物は、一般式ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４を有し、式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、それぞれ独立に、水素；ハロゲン；アミン基；アミド基；アシル基；ビニル基；ヒドロキシル基；エポキシ基；イソシアネート基；カルボキシル基；チオール（またはメルカプト）基；アクリルオキシ基、例えば、メタクリルオキシ基；１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基；４〜１５個の炭素、特に４〜１０個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アリール基、または式−ＯＲ６のアルコキシ基（Ｒ６は事前に定義されたアルキル基を示す）である。「任意に置換された」という表現は、シラン系化合物のアルキルおよびアリール基の状況内では、ハロゲン、アミン基、アミド基、アシル基、ビニル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、チオール（またはメルカプト）基またはアクリルオキシ基、特にメタクリルオキシ基で置換されることを意味すると理解される。
【００５３】
シラン系化合物は、より詳細には、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ，Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、ジメチルシラン（ＤＭＳｉ，Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｈ２）、フェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＳ，Ｃ６Ｈ５Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ｎ−オクチルトリエトキシシラン（ＣＨ３（ＣＨ２）７Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ｎ−オクタデシルトリエトキシシラン（ＣＨ３（ＣＨ２）１７Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、ジメチルジメトキシシラン（ＤＭＤＭＯＳ，Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＣＨ３）２）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＳＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）、メルカプトトリエトキシシラン（ＳＨ−Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、アミノプロピルトリエトキシシラン（ＮＨ２（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）およびこれらの混合物から選択される。より詳細には、シラン系化合物はテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）である。
【００５４】
本発明に従って得られるシリカ粒子の表面および孔の官能化を目的として、使用されるシラン系化合物は、シラン系化合物の総量に対して２０％未満、特に５〜１５％の予備官能化シランを含有する混合物であってもよい。例えば、ＴＥＯＳおよび５〜１５％のメルカプトテトラエトキシシランを含有する混合物を、チオール基によって官能化される本発明に従う多孔質シリカ粒子の調製に使用してもよい。
【００５５】
ミクロエマルション（Ｍｃ）において、シラン系化合物は、ミクロエマルションの総体積の０．０５〜２０体積％、特に０．１〜１０体積％、特に０．５〜５体積％の割合で存在する。
【００５６】
本発明に従うプロセスの工程（ｄ）は、工程（ｃ）にて得られるミクロエマルション（Ｍｃ）を不安定化または変性するが、ナノ粒子の構造は変性しない溶媒を添加することによってシリカ粒子を沈殿させることを目的とする。
【００５７】
有利なことに、使用される溶媒は、事前に定義された極性溶媒である。工程（ｄ）中に使用されるべき特定の極性溶媒の１つは、エタノール、アセトンおよびＴＨＦで構成される群から選択される。故に、ミクロエマルション（Ｍｃ）へは、ミクロエマルションの体積以上の溶媒体積、特に１．５倍、とりわけ２倍、さらには３倍大きい溶媒体積で添加される。
【００５８】
工程（ｄ）の間に沈殿する孔形成剤を含むシリカ粒子を回収できるいずれかの技術が、本発明に従うプロセスの工程（ｅ）中で使用できる。有利なことに、この工程（ｅ）は、遠心分離工程、沈降工程、および洗浄工程から選択される１以上の同一または異なる工程を含む。洗浄工程は、以降は洗浄溶媒として記載される、事前に定義されたような極性溶媒中で行なわれる。回収工程が幾つかの洗浄工程を含む場合、１つの同じ極性溶媒が幾つかの洗浄工程、またはさらには全ての洗浄工程のために使用され、または幾つかの異なる極性溶媒が各洗浄工程のために使用される。１つ（または幾つか）の遠心分離工程に関して、それ（それらは）、周囲温度にて、４０００〜８０００ｒｐｍ、とりわけ６０００ｒｐｍのオーダー（すなわち、６０００±５００ｒｐｍ）の速度にて、５分から２時間、特に１０分から１時間、とりわけ１５分間、シリカ粒子を特に洗浄溶媒中で遠心分離することによって行なわれてもよい。
【００５９】
水溶性の孔形成剤の除去は、本発明に従うプロセスの特に工程（ｆ）中で、孔形成剤の溶解および解離に有利な当業者に既知のいずれかの技術によって行なわれてもよい。
【００６０】
有利なことに、この工程（ｆ）は、水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子を非常に大きな体積の水と接触させることで構成される。「非常に大きな体積」という表現は、本発明に従うプロセスの工程（ｅ）の後に回収される水溶性の孔形成剤を含むシリカ粒子の体積より５０倍、特に５００倍、とりわけ１０００倍大きい体積を意味すると理解される。工程（ｆ）は透析工程であってもよく、水溶性の孔形成剤を含むシリカナノ粒子は、Ｚｅｌｌｕｔｒａｎｓ（登録商標）タイプ（Ｒｏｔｈ）のセルロース膜によってそうした体積の水から分離される。あるいは透析工程の代わりに、ポリエーテルスルホン膜を介する限外ろ過工程を行なってもよい。工程（ｆ）は、さらに、攪拌機、磁性攪拌棒、超音波浴またはホモジナイザーを用いて攪拌しながら、０〜３０℃、有利なことに２〜２０℃の温度、より詳細には低温（すなわち６℃±２℃）にて、３０時間から１５日間、特に３日間から１０日間、とりわけ１週間行なってもよい。
【００６１】
水溶性孔形成剤は、本発明に従うプロセスの工程（ｄ）および／または（ｅ）からも、この（またはこれらの）工程に使用される溶媒が水性である場合特に、孔形成剤を含むシリカ粒子から除去され始める場合があることに注目すべきである。
【００６２】
本発明はまた、本発明に従うプロセスの状況内で使用できるミクロエマルション（Ｍｃ）に関する。この油中水型タイプのミクロエマルションは：
−特に事前に定義された、少なくとも１つの界面活性剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの補助界面活性剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの極性溶媒；
−特に事前に定義された、少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−特に事前に定義された、少なくとも１つのシラン系化合物；および
−特に事前に定義された、そのシラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む。
【００６３】
有利なことに、本発明の主題である油中水型タイプのミクロエマルションは：
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの界面活性剤；
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの補助界面活性剤；
−４０〜９５％、特に５０〜９０％、とりわけ６０〜８０％の量の少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−０．５〜２０％、特に１〜１５％、とりわけ２〜１０％の量の少なくとも１つの極性溶媒；
−０．００１〜１％、特に０．００５〜０．１％、とりわけ０．００１〜０．０５％の量の少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−０．０５〜２０％、特に０．１〜１０％、とりわけ０．５〜５％の量で少なくとも１つのシラン系化合物；および
−０．０１〜５％、特に０．０５〜１％、とりわけ０．１〜０．５％の量で、そのシラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む。
【００６４】
本発明は、さらに、本発明のプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子に関する。この粒子は、事前に定義されたような多孔質シリカ粒子である。
【００６５】
本発明に従う多孔質シリカ粒子は、均質な多孔性を有する。孔は同じサイズを有し、このサイズは使用される孔形成剤の機能である。有利なことに、本発明に従う多孔質シリカ粒子は、好ましくは１０Å未満の直径、および１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、特に６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダーの平均サイズを有する秩序化した均一な孔を有する。
【００６６】
本発明は最後に、触媒作用、印刷、ろ過、塗装、重合、熱交換、材料化学、炭化水素の精錬、吸収剤、食品産業、活性剤の輸送、バイオモレキュラ、医薬製品、バイオエレクトロニック化合物、ならびに電子、光学、半導体およびセンサデバイスのような分野における、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
【００６７】
より詳細には、本発明は、対象とする製品の分離、検出、触媒作用、および錯化のための、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
【００６８】
「対象とする製品」という表現は、本発明の状況内では、特に化学品、金属イオン、無機化合物、有機または無機分子、薬剤、ペプチド、タンパク質、核酸（一本鎖または二本鎖ＤＮＡおよびＲＮＡ）、合成または天然ポリマー、食品または医薬製品、ウィルス、バクテリア、細胞およびその他のもので構成される群から選択される有機または無機の、天然、人工または合成製品を意味すると理解される。
【００６９】
「化学品」という用語は、より詳細には、本発明において、フタロシアニン（周辺位および／または非周辺位における置換）、ポルフィリン（メソおよび／または周辺（β）位における置換）、染料および蛍光体（カルジオグリーン、ナフタロシアニン、フルオロセイン、ローダミンＢ、オキサジン７５０過塩素酸塩、ＩＲ１４０、ＩＲ６７６、ＨＩＴＣ、１，１’，３，３，３’３’−ヘキサメチルインドトリカルボシアニン過塩素酸塩、ローダミン１９過塩素酸塩、ジアミングリーンＢ、ヨウ化プロピルアストラブルー、ナイルブルー過塩素酸塩、ＩＲ７８３、ＩＲ８０６、オキサジン１７０過塩素酸塩）で構成される群から選択される製品を意味すると理解される。
【００７０】
本発明は、非常に詳細には、場合により塩またはコロイドの形態での金属イオン、金、銅、ストロンチウム、鉛、カドミウム、クロム、鉄および亜鉛、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アクチニドイオンおよびランタニドイオンの錯化および捕捉のための、本発明に従う多孔質シリカ粒子の使用に関する。
本発明の他の特徴および利点はまた、添付の図面を参照して、非限定的な例示として与えられる以下の実施例を読むことにより、当業者に明らかになる。
【実施例】
【００７１】
１．本発明のプロセスに従う多孔質シリカ粒子の合成
この実施例のプロセスでは、親水性β−シクロデキストリンを水に溶解させた後、その場で、周囲温度にて逆ミクロエマルションに注入し、均一に分配させ、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、シリカ前駆体）を添加する。水性アンモニアＮＨ４ＯＨでのＴＥＯＳの加水分解と、シリカ粒子の種々の洗浄工程後に、シリカ粒子（直径約４０ｎｍ）を水に分散させ、これらのナノ対象物の多孔性を構成することを目的としたβ−シクロデキストリンを除去するために、低温にて蒸留された脱イオン水に透析により通過させる。
【００７２】
より詳細には、ミクロエマルションは、次の化学品：界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ１００（１６．８ｍｌ）、補助界面活性剤ｎ−ヘキサノール（１６．４ｍｌ）、および有機溶媒シクロヘキサン（７５．０４ｍｌ）をこの順序で添加することによって得られる。次いで溶液は、周囲温度で１５分間攪拌される。
【００７３】
次に、孔形成剤のβ−シクロデキストリン水溶液（２％、８００ｍｌの水中１６ｍｇ、Ｍ＝１１３５．０１ｇ．ｍｏｌ−１）を添加し、その後水（４ｍｌ）を添加する。２５％の水性アンモニア（１０００μｌ）をこのミクロエマルションに注入する。得られたミクロエマルションを周囲温度にて３０分間攪拌する。シリコーン誘導体ＴＥＯＳ（「テトラエトキシシラン」に関して、９００μｌ、４０．３２×１０−４ｍｏｌ、ｄ＝０．９３４、Ｍ＝２０８．３３ｇ．ｍｏｌ−１）を順に添加する。ＴＥＯＳの加水分解は、既に存在する水性アンモニアによって開始され、反応混合物は周囲温度で２４時間攪拌される。
【００７４】
ミクロエマルションは、エタノール（２００ｍｌ）の添加によって不安定化され、シリカビーズはエタノールで３回、水で１回洗浄され、それぞれの洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行なう。
【００７５】
洗浄工程後、水への溶解度が１８ｇ／ｌ、すなわち約１６．５ｍＭである孔形成剤の除去は、磁性攪拌を伴う１週間の水（５ｌ）への透析によって達成される。水（４００ｍｌ）中に分散する多孔質シリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析によって特徴付けられる。
【００７６】
２．本発明に従うプロセスによって得られる多孔質シリカ粒子の錯化
２．１．蛍光体ナイルブルーＡ過塩素酸塩との錯化
本発明のプロセスに従って調製された多孔質シリカナノ粒子の水溶液（１０ｍｌ）を水（１９ｍｌ）で希釈し、激しい磁性攪拌下にて維持する。
【００７７】
次に、ナイルブルーＡ過塩素酸塩の水溶液（１ｍｌ水中の０．４１ｍｇ、Ｃ＝１０−３Ｍ、Ｍ＝４１７．８５ｇ．ｍｏｌ−１、ｎ＝１０−６ｍｏｌ）を反応混合物に添加し、それを周囲温度で２４時間攪拌する。蛍光体と錯化したシリカビーズは、次いでエタノールで３回、水で１回洗浄し、各洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行う。
【００７８】
２．２．蛍光体および金属との錯化
以下の表１に、本発明のプロセスに従って調製される多孔質シリカ粒子に導入される種々の蛍光体および金属を示す。
【００７９】
【表１】
【００８０】
３．得られた錯化シリカ粒子の特徴付け：ＴＥＭ、ゼータサイザーまたは蛍光分析
３．１．実験６９（表１）
上記項目２．１からのプロセスに従って調製され、水中に分散した、ナイルブルーＡ過塩素酸塩で標識されたシリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析および蛍光測定によって特徴付ける。
【００８１】
図１は、これらの標識されたシリカナノ粒子を含有する水溶液の励起および発光スペクトルを示す。
【００８２】
３．２．実験６８（表１）
上記項目１に記載されるプロセスに従って調製された球状の多孔質ナノ粒子を、染料ＩＲ８０６と錯化する。
【００８３】
ＩＲ８０６と錯化し、水中に分散したナノ粒子のサイズを分析する。図２は、２つの独立した試験で得られるサイズ分布を示し、測定された平均サイズはそれぞれ８５．２４ｎｍおよび６８．０６ｎｍである。
【００８４】
３．３．実験２５（表１）
Ａｇを含むシリカナノ粒子の水性分散液は、孔形成剤としてスクロースを用いることによって調製される。
【００８５】
この実施例のプロセスにおいて、親水性スクロースを水に溶解させた後、その場で、周囲温度にて逆ミクロエマルションに注入し、均一に分配させ、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ、シリカ前駆体）を添加する。アンモニアでのＴＥＯＳの加水分解と、シリカ粒子の種々の洗浄工程後に、シリカ粒子（直径約６０ｎｍ）を水に分散させ、これらのナノ対象物の多孔性を構成することを目的としたスクロースを除去するために、低温にて蒸留された脱イオン水に透析により通過させる。
【００８６】
より詳細には、ミクロエマルションは、次の化学品：界面活性剤ＴｒｉｔｏｎＸ１００（５ｍｌ）、補助界面活性剤ｎ−ヘキサノール（５ｍｌ）、および有機溶媒シクロヘキサン（２０ｍｌ）をこの順序で添加することによって得た。次いで溶液は、周囲温度で１５分間攪拌される。
【００８７】
次に、孔形成剤のスクロース水溶液（０．５％、２００ｍｌ水中の５ｍｇ、Ｍ＝３４２．３０ｇ．ｍｏｌ−１）を添加し、その後水（１ｍｌ）を添加する。２５％の水性アンモニア（１２５μｌ）をこのミクロエマルションに注入する。得られたミクロエマルションを周囲温度にて３０分間攪拌する。シリコーン誘導体ＴＥＯＳ（「テトラエトキシシラン」に関して、１７６μｌ、８×１０−４ｍｏｌ、ｄ＝０．９３４、Ｍ＝２０８．３３ｇ．ｍｏｌ−１）を順に添加する。ＴＥＯＳの加水分解は、既に存在する水性アンモニアによって開始され、反応混合物を周囲温度で２４時間攪拌する。ミクロエマルションは、エタノール（２００ｍｌ）の添加によって不安定化され、シリカビーズはエタノールで３回、水で１回洗浄され、それぞれの洗浄工程の後、遠心沈降工程（６０００ｒｐｍで１５分間）を行う。
【００８８】
洗浄工程後、水への溶解度が２０℃で２２．１５ｇ／ｌのオーダーである孔形成剤の除去は、磁性攪拌を伴う１週間の水（５ｌ）への透析によって達成される。水（５００ｍｌ）中に分散する多孔質シリカナノ粒子は、次いでゼータサイザーを用いる分析および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析によって特徴付けられる。
【００８９】
ＴＥＭ画像は、実験２５サンプルの微細構造を示す（図３）。球状のナノ粒子が観測され、それはアグロメレートの中およびアグロメレートの外側に位置する。これらのナノ粒子のサイズは、３０〜８０ｎｍである。
【００９０】
エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳＸ）による最終的な分析を、これらの球状ナノ粒子について行った（図４Ａ）。アグロメレートの外側に位置する球状ナノ粒子はＡｇが豊富である。それらはまた、ＳｉおよびＳ元素を含有する。以下の表２では、図４Ａに対応する分析から得られる数値を示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
ＥＤＳＸ分析はまた、これらのアグロメレートについても行った（図４Ｂ）。後者は、Ｓｉが豊富であり、Ａｇはほとんど含有しない。以下の表３には図４Ｂに対応する分析から得られた数値を示す。
【００９３】
【表３】
【００９４】
３．４．実験３２（表１）
ＴＥＯＳと共に５〜１５％のメルカプトトリエトキシシランの添加によってチオール（ＳＨ）基で官能化された多孔質シリカナノ粒子の水性分散液はストロンチウムを含有する。
【００９５】
ＴＥＭ画像は、実験３２サンプル（図５）の微細構造を示す。球状ナノ粒子が観測され、それはアグロメレート中およびアグロメレートの外側に位置する。これらのナノ粒子のサイズは約１００ｎｍである。
【００９６】
エネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳＸ）による元素分析をこれらの球状ナノ粒子について行った（図６Ａ）。アグロメレートの外側に位置する球状ナノ粒子は、元素Ｓｉが非常に豊富で、Ｓｒ元素を含有する場合もある。以下の表４は、図６Ａに対応する分析から得られる数値を示す。
【００９７】
【表４】
【００９８】
ＥＤＳＸ分析はまた、これらのアグロメレートについても行なった（図６Ｂ）。球状粒子と比べると、アグロメレートは元素Ｓのパーセンテージが高い。実際チオール官能基は、ナノスケールビーズによく集中しており、大きな錯体形成をもたらす。以下の表５は、図６Ｂの分析から得られる数値を示す。
【００９９】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子を調製する工程；次いで
−前記孔形成剤を溶解により除去する工程
で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセス。
【請求項２】
前記水溶性孔形成剤を含む前記シリカ粒子が逆ミクロエマルションから調製されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
次の工程を含むことを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載のプロセス：
ａ）前記水溶性の孔形成剤を含む油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製する工程；
ｂ）工程（ａ）にて調製された前記ミクロエマルション（Ｍａ）に、シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物を添加する工程；
ｃ）工程（ｂ）にて得られた前記ミクロエマルション（Ｍｂ）に少なくとも１つのシラン系化合物を添加する工程；
ｄ）工程（ｃ）にて得られた前記ミクロエマルション（Ｍｃ）に、前記ミクロエマルションを不安定化できる溶媒を添加する工程；
ｅ）工程（ｄ）中に沈殿した前記孔形成剤を含むシリカ粒子を回収する工程；および
ｆ）多孔質シリカ粒子を得るために、工程（ｅ）で回収した前記シリカ粒子から、溶解により前記水溶性孔形成剤を除去する工程。
【請求項４】
前記水溶性孔形成剤が、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体、モノサッカリド、オリゴサッカリド、およびポリサッカリドで構成される群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記工程（ａ）が、前記水溶性孔形成剤が後で組み込まれる第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製することで構成されることを特徴とする、請求項３および４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記ミクロエマルション（Ｍ１）が、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの補助界面活性剤、および少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒を共に混合することによって得られることを特徴とする、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記ミクロエマルション（Ｍ１）に前記水溶性の孔形成剤を組み込んだ後に前記ミクロエマルションに極性溶媒を添加することを特徴とする、請求項５および６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記シラン系化合物が一般式：
ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、それぞれ独立に、水素；ハロゲン；アミン基；アミド基；アシル基；ビニル基；ヒドロキシル基；エポキシ基；イソシアネート基；カルボキシル基；チオール（またはメルカプト）基；アクリルオキシ基、例えば、メタクリルオキシ基；１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基；４〜１５個の炭素、特に４〜１０個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アリール基、または式−ＯＲ６のアルコキシ基（Ｒ６は１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基を示す）
を有することを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記シラン系化合物を加水分解可能な前記化合物が、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物であることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記ミクロエマルション（Ｍｃ）を不安定化できる溶媒が、エタノール、アセトンまたはＴＨＦのような極性溶媒であることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
−少なくとも１つの界面活性剤；
−少なくとも１つの補助界面活性剤；
−少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−少なくとも１つの極性溶媒；
−特に請求項４に記載される、少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−特に請求項８に記載される、少なくとも１つのシラン系化合物；および
−特に請求項９に記載される、前記シラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む、先行する請求項のいずれか１項に記載のプロセスの状況で使用できる油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍｃ）。
【請求項１２】
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの界面活性剤；
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの補助界面活性剤；
−４０〜９５％、特に５０〜９０％、とりわけ６０〜８０％の量の少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−０．５〜２０％、特に１〜１５％、とりわけ２〜１０％の量の少なくとも１つの極性溶媒；
−０．００１〜１％、特に０．００５〜０．１％、とりわけ０．００１〜０．０５％の量の少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−０．０５〜２０％、特に０．１〜１０％、とりわけ０．５〜５％の量で少なくとも１つのシラン系化合物；および
−０．０１〜５％、特に０．０５〜１％、とりわけ０．１〜０．５％の量で、前記シラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のミクロエマルション。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子。
【請求項１４】
好ましくは１０Å未満の直径、および１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、とりわけ６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダーの平均サイズを有する秩序化された均一な孔を有することを特徴とする、請求項１３に記載の多孔質シリカ粒子。
【請求項１５】
対象とする製品を分離、検出、触媒作用、錯化するための、請求項１３および１４のいずれか１項に記載の多孔質シリカ粒子の使用。
【請求項１６】
金属イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アクチニドイオン、およびラクタニドイオンを錯化および捕捉するための、請求項１５に記載の使用。
【請求項１】
−水溶性孔形成剤を含むシリカ粒子を調製する工程；次いで
−前記孔形成剤を溶解により除去する工程
で構成される工程を含む多孔質シリカ粒子の調製プロセス。
【請求項２】
前記水溶性孔形成剤を含む前記シリカ粒子が逆ミクロエマルションから調製されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
次の工程を含むことを特徴とする、請求項１および２のいずれか１項に記載のプロセス：
ａ）前記水溶性の孔形成剤を含む油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍａ）を調製する工程；
ｂ）工程（ａ）にて調製された前記ミクロエマルション（Ｍａ）に、シラン系化合物の加水分解を可能にする化合物を添加する工程；
ｃ）工程（ｂ）にて得られた前記ミクロエマルション（Ｍｂ）に少なくとも１つのシラン系化合物を添加する工程；
ｄ）工程（ｃ）にて得られた前記ミクロエマルション（Ｍｃ）に、前記ミクロエマルションを不安定化できる溶媒を添加する工程；
ｅ）工程（ｄ）中に沈殿した前記孔形成剤を含むシリカ粒子を回収する工程；および
ｆ）多孔質シリカ粒子を得るために、工程（ｅ）で回収した前記シリカ粒子から、溶解により前記水溶性孔形成剤を除去する工程。
【請求項４】
前記水溶性孔形成剤が、シクロデキストリン、シクロデキストリン誘導体、モノサッカリド、オリゴサッカリド、およびポリサッカリドで構成される群から選択されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
前記工程（ａ）が、前記水溶性孔形成剤が後で組み込まれる第１のミクロエマルション（Ｍ１）を調製することで構成されることを特徴とする、請求項３および４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記ミクロエマルション（Ｍ１）が、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの補助界面活性剤、および少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒を共に混合することによって得られることを特徴とする、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記ミクロエマルション（Ｍ１）に前記水溶性の孔形成剤を組み込んだ後に前記ミクロエマルションに極性溶媒を添加することを特徴とする、請求項５および６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記シラン系化合物が一般式：
ＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、それぞれ独立に、水素；ハロゲン；アミン基；アミド基；アシル基；ビニル基；ヒドロキシル基；エポキシ基；イソシアネート基；カルボキシル基；チオール（またはメルカプト）基；アクリルオキシ基、例えば、メタクリルオキシ基；１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基；４〜１５個の炭素、特に４〜１０個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アリール基、または式−ＯＲ６のアルコキシ基（Ｒ６は１〜１２個の炭素、特に１〜６個の炭素原子を有する任意に置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基を示す）
を有することを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記シラン系化合物を加水分解可能な前記化合物が、アンモニア、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）で構成される群から選択される化合物であることを特徴とする、請求項３〜８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記ミクロエマルション（Ｍｃ）を不安定化できる溶媒が、エタノール、アセトンまたはＴＨＦのような極性溶媒であることを特徴とする、請求項３〜９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
−少なくとも１つの界面活性剤；
−少なくとも１つの補助界面活性剤；
−少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−少なくとも１つの極性溶媒；
−特に請求項４に記載される、少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−特に請求項８に記載される、少なくとも１つのシラン系化合物；および
−特に請求項９に記載される、前記シラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含む、先行する請求項のいずれか１項に記載のプロセスの状況で使用できる油中水型タイプのミクロエマルション（Ｍｃ）。
【請求項１２】
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの界面活性剤；
−１〜３０％、特に５〜２５％、とりわけ１０〜２０％の量の少なくとも１つの補助界面活性剤；
−４０〜９５％、特に５０〜９０％、とりわけ６０〜８０％の量の少なくとも１つの非極性または弱極性溶媒；
−０．５〜２０％、特に１〜１５％、とりわけ２〜１０％の量の少なくとも１つの極性溶媒；
−０．００１〜１％、特に０．００５〜０．１％、とりわけ０．００１〜０．０５％の量の少なくとも１つの水溶性孔形成剤；
−０．０５〜２０％、特に０．１〜１０％、とりわけ０．５〜５％の量で少なくとも１つのシラン系化合物；および
−０．０１〜５％、特に０．０５〜１％、とりわけ０．１〜０．５％の量で、前記シラン系化合物を加水分解可能な少なくとも１つの化合物
を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のミクロエマルション。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプロセスによって調製できる多孔質シリカ粒子。
【請求項１４】
好ましくは１０Å未満の直径、および１００ｎｍ以下、特に８０ｎｍ以下、とりわけ６０ｎｍ以下、さらには４０ｎｍのオーダーの平均サイズを有する秩序化された均一な孔を有することを特徴とする、請求項１３に記載の多孔質シリカ粒子。
【請求項１５】
対象とする製品を分離、検出、触媒作用、錯化するための、請求項１３および１４のいずれか１項に記載の多孔質シリカ粒子の使用。
【請求項１６】
金属イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アクチニドイオン、およびラクタニドイオンを錯化および捕捉するための、請求項１５に記載の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０２５０５（Ｐ２０１０−２０２５０５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−４０５２９（Ｐ２０１０−４０５２９）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２１２４４４４）コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４０５２９（Ｐ２０１０−４０５２９）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（５０２１２４４４４）コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ (383)
【Ｆターム（参考）】
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