微粒子製造方法
【課題】 粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる微粒子製造方法の提供。
【解決手段】 金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むことを特徴とする。
【解決手段】 金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、粒子径が１μｍ以下であるナノ粒子（金属微粒子）は、そのサイズの微小さや表面積の大きさから、医療・診断分野やバイオテクノロジー分野や環境関連分野等への応用が期待されてきている。例えば、生体内に注入された異物は、生体防御機構によって排除されるが、ナノ粒子は異物であっても生体防御機構を回避でき、さらに血管壁を透過して組織や細胞内にも取り込まれるため、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）における薬剤や遺伝子のキャリアとして有望視されている。
【０００３】
このようなナノ粒子の製造方法としては、例えば、γ線照射法や超音波を利用する方法等が開示されている（特許文献１参照）。このようなナノ粒子の製造方法では、Ａｕイオン錯体（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、ポリエチレングリコールモノステアラート（界面活性剤）とを含有する溶液に、６０Ｃｏガンマ線やＣイオンビームやパルス電子線を照射することにより、Ａｕ微粒子（金属微粒子）を作製している。このとき、所望の平均粒子径を有するＡｕ微粒子を得るために、６０Ｃｏガンマ線やＣイオンビームやパルス電子線のいずれかを用いて、照射する線量率を調整している。図３は、Ａｕイオン濃度が０．５ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と線量率との関係を示すグラフである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高い線量率を示すパルス電子線やＣイオンビームを使用した場合、多量（例えば、１０ｍｇ以上）のＡｕ微粒子を一度に得ることができず、特に、医療・診断分野において実用できる製造方法ではなかった。一方、低い線量率を示す６０Ｃｏガンマ線を使用した場合、多量のＡｕ微粒子を一度に得ることができるが、Ａｕ微粒子の粒子径がばらつくものであり、特に、医療・診断分野において実用できる性能を有するＡｕ微粒子を作製することができなかった。このとき、Ａｕイオン錯体（金属錯体）の濃度を高くしたときには、Ａｕ微粒子の粒子径がかなりばらつくもの（粒子径の標準偏差：１３）であった。すなわち、金属微粒子は、医療・診断分野での活用が期待されているものの、従来のナノ粒子の製造方法では、解明されていない複雑なメカニズムを経るものと考えられ、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができない問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本件発明者らは、上記課題を解決するために、金属微粒子を作製する微粒子製造方法について検討を行った。パルス電子線やＣイオンビームを使用した場合、多量の金属微粒子を一度に得ることができないため、６０Ｃｏガンマ線を使用し、金属微粒子の粒子径がばらつかないようにすることを考えた。まず、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液を攪拌しながらγ線を照射した。その結果、金属イオン又は金属錯体が低い濃度（例えば、０．１ｍｍｏｌ／ｌ）であるときには、粒度の揃った金属微粒子を得ることができたが、金属イオン又は金属錯体が高い濃度（例えば、１ｍｍｏｌ／ｌ）であるときには、粒度の揃った金属微粒子を得ることができなかった。そこで、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、その後、攪拌しながらγ線を照射することにより、金属イオン又は金属錯体が高い濃度であっても、粒度の揃った金属微粒子を得ることができることを見出した。このとき、攪拌速度を変化させることによって金属微粒子の平均粒子径を制御できることも見出した。
【０００７】
すなわち、本発明の金属微粒子製造方法は、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金属微粒子製造方法によれば、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
【０００９】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明の金属微粒子製造方法は、前記溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であるようにしてもよい。
そして、本発明の金属微粒子製造方法は、前記種結晶は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であるようにしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の金属微粒子製造方法は、前記金属イオン又は金属錯体を構成する金属は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であり、前記溶媒は、水であるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】Ａｕイオン濃度が０．１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。
【図２】Ａｕイオン濃度が１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。
【図３】Ａｕイオン濃度が０．５ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と線量率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１３】
本発明に係る金属微粒子製造方法は、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程（Ａ）と、混合溶液を攪拌しながら、混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程（Ｂ）とを含むことになる。
【００１４】
（Ａ）混合溶液作製工程
金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する。
上記溶媒としては、例えば、水、アルコール等が挙げられるが、水であることが好ましい。
上記金属イオン又は金属錯体を構成する金属としては、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、レニウム等が挙げられる。そして、溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であることが好ましく、特に本発明に係る金属微粒子製造方法では、金属イオン又は金属錯体が０．５ｍｍｏｌ／ｌ以上であるときにも、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
上記種結晶としては、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、レニウム等が挙げられる。そして、上記種結晶の大きさは、１ｎｍ以上２．５ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、溶液中への種結晶の添加量は、４．８重量％以上３３．３重量％以下であることが好ましい。
なお、溶液には、界面活性剤（例えば、ポリエチレングリコールモノステアラート、ドデシル硫酸ナトリウム等）、水溶性高分子化合物（例えば、ポリビニルアルコール等）、エーテル類（テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等）、ポリオール類（アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、グリセリン等）、カルボン酸類（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、グリコール酸等）等が含有されていてもよい。
【００１５】
（Ｂ）微粒子作製工程
混合溶液を攪拌しながら、混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する。
γ線の照射は、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲気中で行われることが好ましく、γ線を照射する条件としては、例えば、照射時間３０分以上７時間以下、線量率１．３ｋＧｙ／ｈ以上１８ｋＧｙ／ｈ以下等が挙げられ、具体例として、放射線源として６０Ｃｏガンマ線（γ線光量子のエネルギー：１．２５ＭｅＶ）を用いて、照射時間１時間以上７時間以下、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件で実施することが挙げられる。
このとき、攪拌の方法としては、例えば、攪拌速度を変化させる機能を有する（回転数を１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍから選択することが可能な）スターラを用いること等が挙げられる。
そして、所望の平均粒子径を有する金属微粒子を得るために、攪拌速度を変化させることにより調整することになる。例えば、攪拌速度を速くすればするほど、金属微粒子の平均粒子径を大きくしていくことができる。
【００１６】
以上のように、本発明に係る微粒子製造方法によれば、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。
【００１８】
＜実施例１＞
（Ａ）混合溶液作製工程
０．１ｍｍｏｌ／ｌのテトラクロロ金酸ナトリウム２水和物（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、０．４ｍｍｏｌ／ｌのポリエチレングリコールモノステアラート（ＰＥＧ、界面活性剤）とを含有する溶液を、アクリル製のバイアルビンに入れた。その後、平均粒子径が２ｎｍである金の種結晶（ｓｅｅｄ）が３３．３重量％となるように添加して、混合溶液を作製した。
【００１９】
（Ｂ）微粒子作製工程
バイアルビンの内部に存在する空気を、アルゴンガスに置換した。そして、混合溶液をマグネチックスターラ（アズワン株式会社製、スターラ本体：型番「Ｓ−１Ａ」、コントローラ：型番「ＣＳ−４」）で攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）として攪拌しながら、２０℃で１．８時間、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件下で６０Ｃｏガンマ線を照射することにより、実施例１に係るＡｕ微粒子を作製した。
【００２０】
＜実施例２＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル４（回転数：６００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例３＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル６（回転数：９００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例４＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル１０（回転数：１５００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２１】
＜実施例５＞
（Ａ）混合溶液作製工程
１ｍｍｏｌ／ｌのテトラクロロ金酸ナトリウム２水和物（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、０．４ｍｍｏｌ／ｌのポリエチレングリコールモノステアラート（界面活性剤）とを含有する溶液を、アクリル製のバイアルビンに入れた。その後、平均粒子径が２ｎｍである金の種結晶が４．８重量％となるように添加して、混合溶液を作製した。
【００２２】
（Ｂ）微粒子作製工程
バイアルビンの内部に存在する空気を、アルゴンガスに置換した。そして、混合溶液をマグネチックスターラ（アズワン株式会社製、スターラ本体：型番「Ｓ−１Ａ」、コントローラ：型番「ＣＳ−４」）で攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）として攪拌しながら、２０℃で３．６時間、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件下で６０Ｃｏガンマ線を照射することにより、実施例５に係るＡｕ微粒子を作製した。
【００２３】
＜実施例６＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル４（回転数：６００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例６に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例７＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル６（回転数：９００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例７に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例８＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル１０（回転数：１５００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例８に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２４】
＜比較例１＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル０（回転数：０ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例２＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル０（回転数：０ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、比較例２に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２５】
＜比較例３＞
実施例１における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例３に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例４＞
実施例２における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例２と同様にして、比較例４に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例５＞
実施例３における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例３と同様にして、比較例５に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例６＞
実施例４における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例４と同様にして、比較例６に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２６】
＜比較例７＞
実施例５における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例５と同様にして、比較例７に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例８＞
実施例６における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例６と同様にして、比較例８に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例９＞
実施例７における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例７と同様にして、比較例９に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例１０＞
実施例８における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例８と同様にして、比較例１０に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２７】
＜比較例１１＞
比較例１における種結晶を添加しなかったこと以外は比較例１と同様にして、比較例１１に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例１２＞
比較例２における種結晶を添加しなかったこと以外は比較例２と同様にして、比較例１２に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２８】
＜評価＞Ａｕ微粒子の平均粒子径と粒子径の標準偏差
実施例１〜８及び比較例１〜１２に係るＡｕ微粒子における平均粒子径と粒子径の標準偏差とを算出した。なお、標準偏差の合否は、５以下を「○」とし、５を超えると「×」とした。その結果を表１と図１と図２とに示す。
図１は、Ａｕイオン濃度が０．１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフあり、図２は、Ａｕイオン濃度が１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。なお、種結晶（ｓｅｅｄ）があるものを線で結ぶとともに、種結晶（ｓｅｅｄ）がないものを線で結んだ。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１に示すように、実施例１〜８に係るＡｕ微粒子は、標準偏差が５以内となって得られた。つまり、粒度の揃ったものであった。一方、比較例７〜１０及び比較例１２に係るＡｕ微粒子は、標準偏差が６以上となって得られた。つまり、粒度が揃ったものでなかった。
また、図１と図２とに示すように、実施例１〜４を結んだ線は、なだらかな線になるとともに、実施例５〜８を結んだ線も、なだらかな線になった。一方、比較例３〜６を結んだ線は、なだらかな線にならないとともに、比較例７〜１０を結んだ線も、なだらかな線にならなかった。
以上のように、Ａｕイオン濃度が高い１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いても、粒度の揃った多量のＡｕ微粒子を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子製造方法等に利用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、粒子径が１μｍ以下であるナノ粒子（金属微粒子）は、そのサイズの微小さや表面積の大きさから、医療・診断分野やバイオテクノロジー分野や環境関連分野等への応用が期待されてきている。例えば、生体内に注入された異物は、生体防御機構によって排除されるが、ナノ粒子は異物であっても生体防御機構を回避でき、さらに血管壁を透過して組織や細胞内にも取り込まれるため、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）における薬剤や遺伝子のキャリアとして有望視されている。
【０００３】
このようなナノ粒子の製造方法としては、例えば、γ線照射法や超音波を利用する方法等が開示されている（特許文献１参照）。このようなナノ粒子の製造方法では、Ａｕイオン錯体（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、ポリエチレングリコールモノステアラート（界面活性剤）とを含有する溶液に、６０Ｃｏガンマ線やＣイオンビームやパルス電子線を照射することにより、Ａｕ微粒子（金属微粒子）を作製している。このとき、所望の平均粒子径を有するＡｕ微粒子を得るために、６０Ｃｏガンマ線やＣイオンビームやパルス電子線のいずれかを用いて、照射する線量率を調整している。図３は、Ａｕイオン濃度が０．５ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と線量率との関係を示すグラフである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高い線量率を示すパルス電子線やＣイオンビームを使用した場合、多量（例えば、１０ｍｇ以上）のＡｕ微粒子を一度に得ることができず、特に、医療・診断分野において実用できる製造方法ではなかった。一方、低い線量率を示す６０Ｃｏガンマ線を使用した場合、多量のＡｕ微粒子を一度に得ることができるが、Ａｕ微粒子の粒子径がばらつくものであり、特に、医療・診断分野において実用できる性能を有するＡｕ微粒子を作製することができなかった。このとき、Ａｕイオン錯体（金属錯体）の濃度を高くしたときには、Ａｕ微粒子の粒子径がかなりばらつくもの（粒子径の標準偏差：１３）であった。すなわち、金属微粒子は、医療・診断分野での活用が期待されているものの、従来のナノ粒子の製造方法では、解明されていない複雑なメカニズムを経るものと考えられ、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができない問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本件発明者らは、上記課題を解決するために、金属微粒子を作製する微粒子製造方法について検討を行った。パルス電子線やＣイオンビームを使用した場合、多量の金属微粒子を一度に得ることができないため、６０Ｃｏガンマ線を使用し、金属微粒子の粒子径がばらつかないようにすることを考えた。まず、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液を攪拌しながらγ線を照射した。その結果、金属イオン又は金属錯体が低い濃度（例えば、０．１ｍｍｏｌ／ｌ）であるときには、粒度の揃った金属微粒子を得ることができたが、金属イオン又は金属錯体が高い濃度（例えば、１ｍｍｏｌ／ｌ）であるときには、粒度の揃った金属微粒子を得ることができなかった。そこで、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、その後、攪拌しながらγ線を照射することにより、金属イオン又は金属錯体が高い濃度であっても、粒度の揃った金属微粒子を得ることができることを見出した。このとき、攪拌速度を変化させることによって金属微粒子の平均粒子径を制御できることも見出した。
【０００７】
すなわち、本発明の金属微粒子製造方法は、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むようにしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の金属微粒子製造方法によれば、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
【０００９】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、本発明の金属微粒子製造方法は、前記溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であるようにしてもよい。
そして、本発明の金属微粒子製造方法は、前記種結晶は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であるようにしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の金属微粒子製造方法は、前記金属イオン又は金属錯体を構成する金属は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であり、前記溶媒は、水であるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】Ａｕイオン濃度が０．１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。
【図２】Ａｕイオン濃度が１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。
【図３】Ａｕイオン濃度が０．５ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と線量率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１３】
本発明に係る金属微粒子製造方法は、金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程（Ａ）と、混合溶液を攪拌しながら、混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程（Ｂ）とを含むことになる。
【００１４】
（Ａ）混合溶液作製工程
金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する。
上記溶媒としては、例えば、水、アルコール等が挙げられるが、水であることが好ましい。
上記金属イオン又は金属錯体を構成する金属としては、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、レニウム等が挙げられる。そして、溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であることが好ましく、特に本発明に係る金属微粒子製造方法では、金属イオン又は金属錯体が０．５ｍｍｏｌ／ｌ以上であるときにも、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
上記種結晶としては、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、レニウム等が挙げられる。そして、上記種結晶の大きさは、１ｎｍ以上２．５ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、溶液中への種結晶の添加量は、４．８重量％以上３３．３重量％以下であることが好ましい。
なお、溶液には、界面活性剤（例えば、ポリエチレングリコールモノステアラート、ドデシル硫酸ナトリウム等）、水溶性高分子化合物（例えば、ポリビニルアルコール等）、エーテル類（テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等）、ポリオール類（アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、グリセリン等）、カルボン酸類（ギ酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、グリコール酸等）等が含有されていてもよい。
【００１５】
（Ｂ）微粒子作製工程
混合溶液を攪拌しながら、混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する。
γ線の照射は、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガス雰囲気中で行われることが好ましく、γ線を照射する条件としては、例えば、照射時間３０分以上７時間以下、線量率１．３ｋＧｙ／ｈ以上１８ｋＧｙ／ｈ以下等が挙げられ、具体例として、放射線源として６０Ｃｏガンマ線（γ線光量子のエネルギー：１．２５ＭｅＶ）を用いて、照射時間１時間以上７時間以下、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件で実施することが挙げられる。
このとき、攪拌の方法としては、例えば、攪拌速度を変化させる機能を有する（回転数を１００ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍから選択することが可能な）スターラを用いること等が挙げられる。
そして、所望の平均粒子径を有する金属微粒子を得るために、攪拌速度を変化させることにより調整することになる。例えば、攪拌速度を速くすればするほど、金属微粒子の平均粒子径を大きくしていくことができる。
【００１６】
以上のように、本発明に係る微粒子製造方法によれば、粒度の揃った多量の金属微粒子を得ることができる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらによりなんら制限されるものではない。
【００１８】
＜実施例１＞
（Ａ）混合溶液作製工程
０．１ｍｍｏｌ／ｌのテトラクロロ金酸ナトリウム２水和物（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、０．４ｍｍｏｌ／ｌのポリエチレングリコールモノステアラート（ＰＥＧ、界面活性剤）とを含有する溶液を、アクリル製のバイアルビンに入れた。その後、平均粒子径が２ｎｍである金の種結晶（ｓｅｅｄ）が３３．３重量％となるように添加して、混合溶液を作製した。
【００１９】
（Ｂ）微粒子作製工程
バイアルビンの内部に存在する空気を、アルゴンガスに置換した。そして、混合溶液をマグネチックスターラ（アズワン株式会社製、スターラ本体：型番「Ｓ−１Ａ」、コントローラ：型番「ＣＳ−４」）で攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）として攪拌しながら、２０℃で１．８時間、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件下で６０Ｃｏガンマ線を照射することにより、実施例１に係るＡｕ微粒子を作製した。
【００２０】
＜実施例２＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル４（回転数：６００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例３＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル６（回転数：９００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例４＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル１０（回転数：１５００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２１】
＜実施例５＞
（Ａ）混合溶液作製工程
１ｍｍｏｌ／ｌのテトラクロロ金酸ナトリウム２水和物（金属錯体）と、６０ｍｌの水（溶媒）と、０．４ｍｍｏｌ／ｌのポリエチレングリコールモノステアラート（界面活性剤）とを含有する溶液を、アクリル製のバイアルビンに入れた。その後、平均粒子径が２ｎｍである金の種結晶が４．８重量％となるように添加して、混合溶液を作製した。
【００２２】
（Ｂ）微粒子作製工程
バイアルビンの内部に存在する空気を、アルゴンガスに置換した。そして、混合溶液をマグネチックスターラ（アズワン株式会社製、スターラ本体：型番「Ｓ−１Ａ」、コントローラ：型番「ＣＳ−４」）で攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）として攪拌しながら、２０℃で３．６時間、線量率２．８ｋＧｙ／ｈの条件下で６０Ｃｏガンマ線を照射することにより、実施例５に係るＡｕ微粒子を作製した。
【００２３】
＜実施例６＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル４（回転数：６００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例６に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例７＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル６（回転数：９００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例７に係るＡｕ微粒子を得た。
＜実施例８＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル１０（回転数：１５００ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、実施例８に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２４】
＜比較例１＞
実施例１における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル０（回転数：０ｒｐｍ）としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例２＞
実施例５における攪拌速度ダイヤル２（回転数：３００ｒｐｍ）とした代わりに、攪拌速度ダイヤル０（回転数：０ｒｐｍ）としたこと以外は実施例５と同様にして、比較例２に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２５】
＜比較例３＞
実施例１における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例３に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例４＞
実施例２における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例２と同様にして、比較例４に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例５＞
実施例３における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例３と同様にして、比較例５に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例６＞
実施例４における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例４と同様にして、比較例６に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２６】
＜比較例７＞
実施例５における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例５と同様にして、比較例７に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例８＞
実施例６における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例６と同様にして、比較例８に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例９＞
実施例７における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例７と同様にして、比較例９に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例１０＞
実施例８における種結晶を添加しなかったこと以外は実施例８と同様にして、比較例１０に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２７】
＜比較例１１＞
比較例１における種結晶を添加しなかったこと以外は比較例１と同様にして、比較例１１に係るＡｕ微粒子を得た。
＜比較例１２＞
比較例２における種結晶を添加しなかったこと以外は比較例２と同様にして、比較例１２に係るＡｕ微粒子を得た。
【００２８】
＜評価＞Ａｕ微粒子の平均粒子径と粒子径の標準偏差
実施例１〜８及び比較例１〜１２に係るＡｕ微粒子における平均粒子径と粒子径の標準偏差とを算出した。なお、標準偏差の合否は、５以下を「○」とし、５を超えると「×」とした。その結果を表１と図１と図２とに示す。
図１は、Ａｕイオン濃度が０．１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフあり、図２は、Ａｕイオン濃度が１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いた際に得られるＡｕ微粒子の平均粒子径と攪拌速度との関係を示すグラフである。なお、種結晶（ｓｅｅｄ）があるものを線で結ぶとともに、種結晶（ｓｅｅｄ）がないものを線で結んだ。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１に示すように、実施例１〜８に係るＡｕ微粒子は、標準偏差が５以内となって得られた。つまり、粒度の揃ったものであった。一方、比較例７〜１０及び比較例１２に係るＡｕ微粒子は、標準偏差が６以上となって得られた。つまり、粒度が揃ったものでなかった。
また、図１と図２とに示すように、実施例１〜４を結んだ線は、なだらかな線になるとともに、実施例５〜８を結んだ線も、なだらかな線になった。一方、比較例３〜６を結んだ線は、なだらかな線にならないとともに、比較例７〜１０を結んだ線も、なだらかな線にならなかった。
以上のように、Ａｕイオン濃度が高い１ｍｍｏｌ／ｌである溶液を用いても、粒度の揃った多量のＡｕ微粒子を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子製造方法等に利用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、
前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むことを特徴とする微粒子製造方法。
【請求項２】
前記溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子製造方法。
【請求項３】
前記種結晶は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微粒子製造方法。
【請求項４】
前記金属イオン又は金属錯体を構成する金属は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であり、
前記溶媒は、水であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の微粒子製造方法。
【請求項１】
金属イオン又は金属錯体と溶媒とを含有する溶液に、平均粒子径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である種結晶を添加して、混合溶液を作製する混合溶液作製工程と、
前記混合溶液を攪拌しながら、前記混合溶液にγ線を照射することにより、平均粒子径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である金属微粒子を作製する微粒子作製工程とを含むことを特徴とする微粒子製造方法。
【請求項２】
前記溶液中における金属イオン又は金属錯体の濃度は、０．０１ｍｍｏｌ／ｌ以上１ｍｏｌ／ｌ以下であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子製造方法。
【請求項３】
前記種結晶は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の微粒子製造方法。
【請求項４】
前記金属イオン又は金属錯体を構成する金属は、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム及びレニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属であり、
前記溶媒は、水であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の微粒子製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１３９９８９（Ｐ２０１１−１３９９８９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２４（Ｐ２０１０−１８２４）
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（５０５１２７７２１）公立大学法人大阪府立大学 (688)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【出願人】（５０５１２７７２１）公立大学法人大阪府立大学 (688)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]