有機分子固定化強磁性ナノ粒子並びにその製造方法及び分離方法
【課題】室温においてナノサイズでの磁気分離が可能な、有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子を提供する。
【解決手段】強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子；強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することにより前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子を製造する方法；並びに前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【解決手段】強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子；強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することにより前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子を製造する方法；並びに前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子並びにその製造方法及び分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ナノ粒子は生物分離や各種測定、ドラッグデリバリーシステム等バイオ分野での幅広い応用が期待されている。ナノ粒子の特徴としては、粒径がナノサイズになることによる体積の減少から用途の拡大、生体適合性の増大が見込め、比表面積の増大から認識能の向上、認識時間の短縮が見込める。そのため、ナノ粒子の開発は大きなテーマとなっており、特にナノ粒子を磁性体とした磁性ナノ粒子はＭＲＩによる測定、磁気誘導によるドラッグデリバリーシステムの構築等、その磁気特性を利用した分野での応用が期待されている（非特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、現状酸化鉄ナノ粒子に代表されるように、磁性粒子の体積を減少させていくと、室温では熱エネルギーによって磁気モーメントの向きが無秩序となる超常磁性体となり、その磁気特性が失われ、ナノサイズでの磁気分離などが不可能とされてきた。
【０００４】
一般的に磁気異方性エネルギーＫｕと磁性体の体積Ｖの積が熱エネルギーＫＴを下回ると、磁性体としての性質を失ってしまうので、室温磁性ナノ粒子の候補としては、磁気異方性エネルギーＫｕの高いものであることが必要不可欠である。
【０００５】
【非特許文献１】応用物理第７２巻第７号９０９頁（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、室温においてナノサイズでの磁気分離が可能な、有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（２）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則構造を有する前記（１）に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（３）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子が、Ｆｅ錯体及びＰｔ錯体を沸点３００℃以上のポリオール系溶媒で処理することにより得られるものである前記（１）又は（２）に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（４）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化される有機分子が、特異的結合のパートナー及び生理活性物質から選ばれる前記（１）〜（３）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（５）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子の製造方法。
（６）カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物の少なくとも一方が特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素及び生理活性物質から選ばれる残基を有する前記（５）に記載の製造方法。
（７）前記（５）又は（６）に記載の製造方法により得られた有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（８）前記（１）〜（４）及び（７）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、室温においてナノサイズでの磁気分離が可能な、有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に用いる強磁性ＦｅＰｔナノ粒子とは、Ｆｅ原子及びＰｔ原子を主成分（通常、全金属原子中Ｆｅ原子及びＰｔ原子が合わせて５０モル％以上、好ましくは９０モル％以上）とする１〜１０ｎｍ程度の粒径を有する粒子で室温にて磁気ヒステリシスを示すものをいう。
【００１０】
Ｌ１０規則構造を示すＦｅＰｔ合金においては高い結晶磁気異方性を有する（International Center For Diffraction Data, Powder Diffraction File SET43 Inorganic and organic, 43-1539）。この高い結晶磁気異方性は１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２以上の超高密度記録が原理的に可能であるとされ（K. Inomata, T. Sawa, S. Hashimoto, J. Appl. Phys. 1996, 64, 2537）、将来の超高密度記録媒体への応用が期待されている。
【００１１】
本発明では、高い結晶磁気異方性エネルギーＫｕを有していることから、ナノオーダーでの強磁性を示すＦｅＰｔナノ粒子を用いる。
【００１２】
ＦｅＰｔ合金は安定相であるＬ１０規則構造と準安定構造であるｆｃｃ構造の２種の構造を取りうる。ここでＬ１０規則構造はｃ軸に磁化容易軸があり、高い結晶磁気異方性を有することから強磁性を示すのに対し、準安定構造であるｆｃｃ構造は磁化容易軸が存在せず、常磁性を示す（図１）。
【００１３】
以下、Ｌ１０−ＦｅＰｔ合金の高い結晶磁気異方性の起源を説明する。
４ｄ遷移金属Ｐｄ、５ｄ遷移金属Ｐｔは白金族原子と呼ばれ、バルクの単体では常磁性を示すが、強磁性体直前の金属であることが知られている。また、この白金族は鉄族との合金化によって大きなスピン偏極を示すことが知られている。
【００１４】
図２にＦｅＰｔ合金の状態密度図を示した（A. Sakuma, J. Phys. Soc. Jpn. 1994, 63, 3053）。
ＦｅとＰｔのmajority spinバンドはフェルミエネルギーＥｆ付近でＦｅ３ｄバンドとＰｔ４ｄバンドの混成化に由来する重なりが見られる。この混成化によってＰｔのスピン磁気モーメントが誘起され、縮退により消滅していたＦｅの軌道磁気モーメントが復活するといわれている。表１にＦｅ及びＰｔのスピン軌道結合エネルギーζ、スピン磁気モーメントＳ、軌道磁気モーメントＬ、合成磁気モーメントＭｔｏｔａｌ、磁気モーメントの実測値Ｍｅｘを示した。Ｆｅ及びＰｔの合金化による、Ｐｔの磁気モーメントの誘起を確認することができる。このＰｔの磁気モーメントの誘起による大きなスピン軌道結合定数により、ＦｅＰｔ合金は大きなスピン軌道相互作用を持つことが分かり、高い磁気異方性の起源となっていることを知ることができる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
ＦｅＰｔ合金は一般にＦｅ組成がモル比で４５％〜６４％のとき、Ｌ１０規則構造を有する。しかしながら、化学合成などによりＦｅＰｔ合金を作成した場合、準安定相であるｆｃｃ不規則相をとることが多い。２０００年、Ｓ．Ｓｕｎらによってポリオールプロセスと呼ばれる化学的手法により粒径分布のほとんどないＦｅＰｔナノ粒子の合成法が報告され（S. Sun, C. B. Murray, D. Weller, L. Folks, A. Moser, Science 2000, 287, 1989; S. Sun, Adv. Mater. 2006, 18, 393）、ＦｅＰｔ合金に関する研究が加速し、磁気記録デバイスへの実用化が近いものと期待された。しかしながら、このポリオールプロセスにより合成したＦｅＰｔナノ粒子もやはり準安定相である不規則相を取っており、高い磁気異方性を有するＬ１０構造への構造転移には６００℃程度の熱処理による規則化プロセスが必要であった。この熱処理プロセスはＦｅＰｔナノ粒子同士の焼結や凝集を招き、これが実用化への大きな障壁となっている。このような問題を解決するために、この熱処理による規則化温度の低減もしくは、熱処理時の焼結を防ぐ試みがなされており、以下に、いくつかの方法を例示する。
【００１７】
（１）高沸点エチレングリコール系溶媒等のポリオール系溶媒を用いた液層直接合成（K. Sato, B. Jeyadevan, K. Tohji, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 289, 1;R. Minami, Y. Kitamoto, T.Chikata, S. Kato, Electrochimica Acta 2005, 51, 864）
この手法は、Ｆｅ及びＰｔ化合物の前駆体（錯体、塩など）を、ポリオール系溶媒を還元剤及び溶媒として還元する手法である。エチレングリコール系溶媒等のポリオール系溶媒は、Ｆｅ及びＰｔの還元に際した反応速度を低下させることで、規則化温度を３００℃以下に低下させることが知られている。更に、ポリオール系溶媒の一種であり、３００℃以上の沸点を持つテトラエチレングリコール等の高沸点ポリオール系溶媒を溶媒として用いることで液層において還元と規則化を同時に起こし、Ｌ１０規則相を直接合成する手法である。この手法では、Ｌ１０構造への完全な規則化には至らず、部分的な規則化に留まるという欠点があるものの、得られるＦｅＰｔ合金において高い磁気異方性が確認されており、有効な手法の一つである。
【００１８】
また、この手法を用いれば、６００℃におけるアニーリングというプロセスを省くことができ、更に液相中での合成が可能なことから、合成後の化学的な表面修飾が可能であるという利点がある。本発明にとって、これは大きなアドバンテージであり、後述する実施例で採用した合成法がこの手法である。
【００１９】
ここで用いるＦｅ及びＰｔ化合物の前駆体（錯体、塩など）としてはＦｅ元素及びＰｔ元素を含む錯体や金属塩であれば制限はなく、例えばアセチルアセトネート（ａｃａｃ）錯体、カルボニル錯体、エトキシド化合物、塩化物などが挙げられる。
【００２０】
ここで用いるポリオール系溶媒としては沸点が３００℃以上のものであれば制限はないが、好ましくはテトラエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、又は高沸点有機溶媒とエチレングリコール系溶媒の混合物等の高沸点エチレングリコール系溶媒が挙げられる。
【００２１】
Ｆｅ錯体とＰｔ錯体の割合は、好ましくは、モル比で４５：５５〜６４：３６である。ポリオール系溶媒の使用量は、好ましくは、金属イオン１ｍｍｏｌ当たり１００ｍｌ程度である。
【００２２】
（２）第三元素の添加による規則化温度の低減（J. W. Harrell, D. E. Nikles, S. S. Kang, X. C. Sun, Z. Jia, J. Magn. Soc. Jpn. 2004, 28, 847; O. Kitamura, Y. Shimada, K. Oikawa, H. Daimon, K. Fukamichi, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2147; T. Maeda, T. Kai, A. Kikitu, T. Nagase, J. Akiyama, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1104; K. M. Park, K. H. Na, J. G. Na, P. W. Jang, H. J. Kim, S. R. Lee, IEEE Trans. Magn. 2000, 38, 1961）
この手法は、Ｆｅ及びＰｔの他に第三の元素を添加することにより、原子拡散を増大させて規則化を促そうという手法である。Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕといった元素を添加することでＬ１０規則相への構造転移温度が低下するという報告がなされている。この中でも特に大きな規則化温度の低減を齎すのがＣｕであり、Ａｇ，Ａｕにおいて規則化温度が４００℃まで低下するのに対し、Ｃｕの添加は規則化温度を３００℃まで低下させている。Ａｇ，Ａｕにおいては熱処理後の元素の析出が観測されているが、Ｃｕにおいては観測されていない。つまり、Ａｕ及びＡｇについては析出により原子の拡散を促し規則化温度を低下させているのに対し、ＣｕはＦｅＰｔ合金中へ固溶することによって、規則相のポテンシャルエネルギーを下げ、規則化を促しているわけである。
【００２３】
本発明においては、この手法を用いることもできる。更に、ＳｉＯ２ナノリアクター法を用いることもできる。
【００２４】
前述したようにＦｅＰｔ合金は安定相であるＬ１０規則相と準安定相であるｆｃｃ不規則相の２種の構造を取りうる。したがって、ＦｅＰｔ合金を用いる時には、構造転移の証明や、この構造転移の割合を示すオーダーパラメーターを知ることが大変重要である。これらを知るための手法としてはＸ線による回折パターンの解析が極めて有効である。Ｌ１０規則相においては、不規則相であるｆｃｃ構造の回折線に加え、規則配置に起因する余分の回折線が出現する。この余分の回折線を超格子反射と呼ぶ。超格子反射の出現は、原子配置の規則化により、消滅則が異なってくることに由来するものである。
【００２５】
不規則相であるｆｃｃ構造の消滅則は、
【数１】
で与えられることからも分かるように、ｆｃｃ構造においてはｚ＝１、ｚ＝０の面からの回折線の位相とｚ＝１／２の面からの回折線の位相は半波長分だけずれるため、回折線は打ち消しあって（００１）面からのブラッグ反射は起こらない。一方、規則相であるＬ１０構造の消滅則は、
【００２６】
【数２】
で与えられる。この消滅則からも分かるようにｚ＝０、ｚ＝１の面とｚ＝１／２の面では散乱因子が異なっており、回折線は完全には打ち消しあわず、結果として超格子反射が観測される。更に、このような（００１）面などからの超格子反射の出現に加え、正方晶への変化に伴う（００２）、（２００）面からの回折線の分裂が生じる。
【００２７】
したがって、Ｘ線回折パターンを解析し、超格子反射の出現を観測することで、構造転移の証明が可能となる。
【００２８】
本発明において強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化させる有機分子は、目的に応じて適宜選択すればよく、例えば特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素、生理活性物質が挙げられる。また、前記有機分子に加えて、目的に応じて、例えば親水性、生体適合性、分散性、各種溶媒への親媒性等を付与する目的でポリエチレングリコール鎖、イオン基を有するアルキル鎖等を組み合わせて固定化することもできる。
【００２９】
前記特異的結合のパートナーとは、関与する分子の三次元構造に依存する特異的な非共有相互作用により相互作用する分子の対のメンバーをいい、当該特異的結合のパートナーの典型的な対としては、例えば抗原−抗体、ハプテン−抗体、ホルモン−レセプター、核酸鎖−相補的核酸鎖、基質−酵素、基質類似体−酵素、インヒビター−酵素、炭水化物−レクチン、ビオチン−アビジン及びウイルス−細胞レセプターが挙げられる。
【００３０】
生理活性物質としては、例えば薬物が挙げられる。
例えば、抗体を固定化した強磁性ナノ粒子は細胞分離、化学物質の検出・回収に用いることができ、ＤＮＡ鎖を固定化した強磁性ナノ粒子はＳＮＰｓ検出、遺伝子診断、品種識別に用いることができ、酵素を固定化した強磁性ナノ粒子は酵素反応センシング・回収再利用に用いることができ、ビオチンを固定化した強磁性ナノ粒子は、各種測定方法、又はビオチン−アビジン結合を介した各種物質の固定化に用いることができ、薬物を固定化した強磁性ナノ粒子は、ドラッグデリバリーシステムに用いることができる。
【００３１】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化させるためには、目的とする有機分子を含む配位子がＦｅとＰｔに対して高いアフィニティを有するカルボキシル基、アミノ基、メルカプト基、水酸基等を末端にもたなければならない。また、バイオ磁性ナノ粒子として、生体内で応用する場合には、親水性、生体適合性の付与、及び目的とする各有機分子間の立体的混雑を避けるスペーサーとして、ポリエチレングリコール鎖（ＰＥＧ）（好ましくは重合度１０〜２０）を配位子中に含ませることが好ましい。
【００３２】
そのため、後述する実施例では、ＰＥＧの両末端にビオチン及びメルカプト基を持つビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ及び片方の末端にドパミン基を持つドパミン−ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｍＰＥＧ）という二つの配位子を設計・合成した。ここでビオチン−ＰＥＧ−ＳＨはＰｔに配位し、ドパミン−ｍＰＥＧはＦｅに配位する。ドパミン−ｍＰＥＧはビオチン基を持たないものの、親水性の向上を目的としており、粒子表面のＦｅの酸化をも同時に防いでいる。
【００３３】
次いで、合成した配位子を強磁性ＦｅＰｔナノ粒子上へ固定化させるが、前記のポリオール系溶媒を用いた液層直接合成により強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を合成する場合には、合成直後の強磁性ＦｅＰｔナノ粒子は大量のポリオール系溶媒中に存在するため、生成量が非常に少ない合成した配位子を直接固定化させることが困難なことから、一度別の有機配位子、例えば、オクタン酸等の炭素数６〜２０の脂肪酸及びオレイルアミン等の炭素数６〜２０の脂肪族アミンをＦｅＰｔナノ粒子上に固定化させ、配位子交換反応を用いて目的の合成した配位子、例えばカテコール残基を有する有機化合物（例えば、ドパミン−ｍＰＥＧ）及びメルカプト基を有する有機化合物（例えば、ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ）をＦｅＰｔナノ粒子上に固定化させることが好ましい（Rui Hong, Nicholas O. Fischer, Todd Emrick, Vincent M. Rotello, chem. Mater, 2005, 17, 4617）。
【００３４】
前記脂肪酸の使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）であり、脂肪族アミンの使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）であり、目的の合成した配位子の使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）である。
本発明の有機分子固定化強磁性ナノ粒子は、磁気分離が可能である。したがって、本発明の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離する方法に適用することができる。
【００３５】
例えば、特定抗体が固定化された強磁性ナノ粒子を診断薬として用いる場合、検体にもし特定の抗原が存在すれば、抗原は抗体が固定化された強磁性ナノ粒子に吸着される。吸着後、標識（発色団など）された抗体（二次抗体）を加え、磁石により検体から分離し、分離された強磁性ナノ粒子を緩衝溶液などで洗浄し、余分な標識抗体を取り除く、次いで、得られた強磁性ナノ粒子を再度緩衝溶液などで希釈し標識部に分光工学的な手法などを用いて抗原の定量が行える。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の実施例で使用した測定機器の一覧を表２に示した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
なお、ＵＶ−Ｖｉｓは紫外可視分光光度計を、ＸＲＤは粉末Ｘ線回折装置を、ＳＱＵＩＤは超伝導量子干渉素子磁力計を、ＴＥＭは透過型電子顕微鏡をそれぞれ示し、以後これらの略語を用いて表記する。
【００３９】
（実施例１）ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成
１．有機配位子の合成
ＦｅＰｔナノ粒子に表面修飾する有機配位子としてビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ及びドパミン−ｍＰＥＧの二つの配位子を既報（Rui Hong, Nicholas O. Fischer, Todd Emrick, Vincent M. Rotello, chem. Mater, 2005, 17, 4617; Bryan Parrish and Todd Emrick, Macromplecules, 2004, 37, 5863; Karl Kaiser, Markus Marek, Thomas Haselgrubler, Hansgeorg Schindler, and Hermann J. Gruber ,Bioconjugate chem. 1997, 8, 54）に従い、設計・合成した。全体のスキームは以下の通りとなる。
【００４０】
ドパミン−ｍＰＥＧの全体合成反応式
【化１】
【００４１】
ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨの全体合成反応式
【化２】
【００４２】
以下、各合成段階の詳細を述べる。
（１）ポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステルの合成
【化３】
【００４３】
クロロホルム１００ｍｌの中にポリ（エチレングリコール）（２．７５９ｇ，５ｍｍｏｌ）、無水コハク酸（１．２５２５ｇ，１２．５ｍｍｏｌ）、４−（ジメチルアミノ）ピリジン（０．０６４８ｇ，０．５ｍｍｏｌ）を溶解させ、１２時間加熱還流した。その後溶媒を減圧留去し、水に溶解させた後、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１の混合比で混ぜた溶液で洗浄、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液を硫酸マグネシウムで脱水乾燥させ、硫酸マグネシウムを濾別した後、ジクロロメタンを減圧留去し一昼夜真空乾燥を行いポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステルを得た（３．３７１８ｇ，５ｍｍｏｌ，１００％）。
【００４４】
（２）ドパミン−ポリ（エチレングリコール）の合成
【化４】
【００４５】
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｍｌ中に、ポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステル（１．３２０２ｇ，２ｍｍｏｌ）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（０．２７０２ｇ，２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．５２ｇ，４ｍｍｏｌ）を０℃で加え、攪拌した。その後１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（３．９０２ｇ，２０ｍｍｏｌ）、ドパミン塩酸塩（０．４０２５ｇ，２．１ｍｍｏｌ）を５分間で加えた。この溶液を窒素パージした後４℃で一夜攪拌し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを減圧留去し、１５０ｍｌのクロロホルムに溶解させた。１Ｍの冷やした塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、ｂｒｉｎｅで洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水乾燥させ、硫酸マグネシウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥させドパミン−ポリ（エチレングリコール）を得た（１．２８ｇ，１．６ｍｍｏｌ，８０％）。
【００４６】
（３）ビオチン−ＮＨＳの合成
【化５】
【００４７】
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中にＤ−ビオチン（０．５２９２ｇ，２．１７ｍｍｏｌ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（０．３２５９ｇ，２．８３ｍｍｏｌ）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（０．５３ｇ，２．７６ｍｍｏｌ）を窒素パージして一昼夜攪拌した。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを減圧留去し、濾過、過剰の水とメタノールで洗浄し、ビオチン−ＮＨＳの白色結晶を得た（０．４８５８ｇ，１．４２３ｍｍｏｌ，６５．７％）。
【００４８】
（４）ＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃの合成
【化６】
【００４９】
Ｏ，Ｏ’−ビス−（２−アミノプロピル）-ポリプロピレングリコール８００（５０．７ｇ，６３．４ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのメタノールに溶解させ、３０分かけて５０ｍｌのメタノールに溶解させたdi-tert-butyl pyrocarbonate（Ｂｏｃ２）（１２．０４ｇ，５５．２ｍｍｏｌ）を滴下し、窒素でバブリングパージ、一昼夜攪拌した。その後、酢酸３ｍｌとトルエン１００ｍｌを加え、５０ｍｌ以下になるまで減圧留去し、またトルエン１００ｍｌを加え５０ｍｌ以下になるまで減圧留去という作業を二回繰り返し、冷凍保存した。次に反応物の半分をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、展開溶媒クロロホルム／メタノール／酢酸＝９０：１０：０．１）で展開し、ＴＬＣ（展開溶媒クロロホルム／メタノール／酢酸＝１００：３０：２）でＲｆ値０．２９〜０．４の部分を取り出して、前記のトルエンを使用した減圧留去の操作を繰り返し、冷凍保存した。そして、それに水３００ｍｌを加え、塩化ナトリウムを過剰に投入、攪拌し濾過、未溶解の塩化ナトリウムを除去した。その後、３回クロロホルム ２００ｍｌで抽出を行い、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥によって目的となるＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを得た。
【００５０】
（５）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃの合成
【化７】
【００５１】
先に合成したＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃ（１．３９ｇ）とビオチン−ＮＨＳ（０．５９ｇ，１．７３ｍｍｏｌ）を脱水したＤＭＦ１２ｍｌとトリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ）０．３ｍｌに加え、アルゴンでパージし一昼夜室温で攪拌した。それに水１２ｍｌを加えて２時間攪拌し、水を減圧留去、２００ｍＭの炭酸ナトリウム水溶液１５ｍｌを加え、濾過した。その後、塩化ナトリウムを飽和するまで加え、ジクロロメタン７５ｍｌで３回抽出し、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、ジクロロメタンを減圧留去し、真空乾燥することで、目的となるビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを得た。
【００５２】
（６）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌの合成
【化８】
【００５３】
先に合成したビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを１２ｍｌのギ酸と水０．３ｍｌに溶解させ、窒素パージし、一昼夜攪拌することにより黄色の溶液が橙色へと変化した。その後、トルエン３０ｍｌを加えて減圧留去する操作を二回繰り返し、７ｍｌの水に溶解させた。次に、窒素雰囲気下でイオン交換クロマトグラフィーを行い（Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｃ−２５，水で充填後、窒素バブリングした５０ｍＭ塩化ナトリウム水溶液で展開）、ニンヒドリン反応で反応したアミノ基をもつ部分を取り出し、減圧留去、ｂｒｉｎｅに溶解させ、８０ｍｌのクロロホルムで３回抽出し、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥によって目的となるビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌ（１．３７ｇ，１．３ｍｍｏｌ）を得た。
【００５４】
（７）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＳＨの合成
【化９】
【００５５】
ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌ（９３０ｍｇ，０．７８ｍｍｏｌ）と３，３’−ジチオ（スクシンイミジルプロピオナート）（８００ｍｇ，２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン５００μｌをテトラヒドロフラン１００ｍｌに窒素雰囲気下で溶解させ、一昼夜攪拌した。その後、溶媒を減圧留去しｂｕｆｆｅｒＡ（１００ｍＭ塩化ナトリウム、５０ｍＭ リン酸二水素ナトリウム、１ｍＭエチレンジアミン四酢酸を水酸化ナトリウムでｐＨ７．５に調整）５０ｍｌを加えて濾過した。濾液を２分間窒素バブリングし、１，４−ジチオトレイトール（６２０ｍｇ，４ｍｍｏｌ）を加えて更に１５分間バブリングした。その後、０．５Ｍの酢酸を加えてｐＨ４．５とし、溶媒を５０ｍｌまで減圧留去した。そして溶液を２５ｍｌ取り出し、窒素雰囲気下でカラムクロマトグラフィーを行い（Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ−２５，展開溶媒ｂｕｆｆｅｒＢ（１００ｍＭ塩化ナトリウム、２０ｍＭ酢酸ナトリウムを塩酸でｐＨ４．５に調整）、赤色のアビジン−ＨＡＢＡ溶液が黄色に変色したビオチン含有部分を取り出した。その後、クロロホルム１５０ｍｌで３回抽出を行い、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、目的とするビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＳＨを得た。
【００５６】
２．ＦｅＰｔナノ粒子の合成
本実施例ではポリオールプロセスによる液相直接合成法を採用してＦｅＰｔナノ粒子を合成した。ポリオールを還元剤及び溶媒として使用し、テトラエチレングリコールを用いることでＦｅ及びＰｔの還元に際した反応速度を低下させ、液層において還元と規則化を同時に起こし、Ｌ１０規則相を直接合成する手法である。また、ＦｅＰｔ合金への前駆体としての有機金属錯体にはアセチルアセトネート（ａｃａｃ）錯体を使用した。実際には以下のようなプロセスで反応が行われていると考えられている（K. Sato, B. Jeyadevan, K. Tohji, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 289, 1）（図３）。
【００５７】
以下に、実験方法を具体的に記す。
Ｆｅ（ａｃａｃ）３（０．１０６ｇ，０．３ｍｍｏｌ）とＰｔ（ａｃａｃ）２（０．１１８ｍｇ，０．３ｍｍｏｌ）をテトラエチレングリコール８０ｍｌに溶解させ、窒素又はアルゴン置換させた後、マントルヒーターで約３００℃に加熱、３．５時間加熱還流した。反応後、室温まで空冷し、少量のオレイルアミン及びオクタン酸を反応溶液に加え、ヘキサンを大量に加えた後、窒素もしくはアルゴンパージし、一昼夜油浴中約１００℃で加熱還流した。その後ヘキサン層を分取し、ヘキサンを減圧留去、残留物にエタノール約１００ｍｌを加えて一夜冷蔵保存した。冷やしたエタノール溶液は遠心分離にかけ（１５００ｒｐｍ，１２分）、上澄みを除去し、またエタノールを加えて同様に遠心分離、上澄みを除去し、底に残った黒い粒子を真空乾燥させ、目的のオレイルアミン及びオクタン酸が固定化されたＦｅＰｔナノ粒子を得た。
【００５８】
３．配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成
配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成過程を図４に示す。以下のようにして、配位子交換反応によりビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を合成した。
オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子（３８ｍｇ）、ドパミン−ｍＰＥＧ（３２ｍｇ）、ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ（５７ｍｇ）を８ｍｌのジクロロメタンに溶解させ、窒素又はアルゴン雰囲気下で２日間加熱攪拌した（３０〜４０℃）。反応後、一度ジクロロメタンを減圧留去し、ジクロロメタンを少量とジエチルエーテルを加えて遠心分離した（１５００ｒｐｍ，１２分）。上澄みは捨て、もう一度少量のジクロロメタンとジエチルエーテルを加えた後、もう一度遠心分離し（１５００ｒｐｍ，１２分）、上澄みを捨て、沈殿物に目的とする黒色のビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を得た。
【００５９】
（実施例２）ＦｅＰｔナノ粒子の評価
ＳＱＵＩＤによる磁化測定及びＸＲＤによるＸ線回折パターン測定、ＴＥＭによる粒径分布の観察を通してＦｅＰｔナノ粒子の評価を行った。
【００６０】
（１）ＳＱＵＩＤによる磁化測定
ＦｅＰｔナノ粒子の磁化測定に際しては、図５に示すように、セロハンテープでＦｅＰｔナノ粒子を包み込み、ストローで上下を挟み込んだ測定サンプル作成を行った。このとき、ＦｅＰｔナノ粒子は磁化が非常に大きいので、ストローによる反磁性はほぼ無視できると判断した。
磁化曲線を測定した。すなわち、磁化の磁場依存性を測定した。
更に、ＺＦＣ−ＦＣによる磁化測定を行った。
【００６１】
このときの磁化測定の結果を図６に示す。
この結果に見られるように、３００Ｋにおいても明瞭な履歴曲線が観測され、残留磁化及び保磁力が存在することから、室温強磁性ナノ粒子の生成が確認される。実際の値は表３に示すとおりである。
【００６２】
【表３】
【００６３】
図７にＺＦＣ−ＦＣ磁化曲線の測定結果を示す。
この結果より、４００Ｋにおいても、室温強磁性ナノ粒子の生成が確認される。
【００６４】
（２）ＸＲＤによるＸ線回折パターンの測定
合成したＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則相を取っているかどうかを調べるには、ＸＲＤによるＸ線回折パターンを調べるのが非常に有効である。このとき、ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則相であるならば、消滅則によって本来消えるはずである、ｆｃｃ構造では確認されない格子のピークが観測されるはずである。つまり、ｆｃｃ構造では本来観測されない（００１），（１１０），（２１０），（１１２）面からの格子反射ピークが観測されれば、そのＦｅＰｔナノ粒子はＬ１０規則相をとっているということができる。ここで実際に測定したＦｅＰｔナノ粒子のＸＲＤによる測定結果を図８に示す。
【００６５】
この結果より、（００１），（１１０），（２１０），（１１２）というｆｃｃ構造では本来見られない超格子ピークが観測されたことから、作成したＦｅＰｔナノ粒子はＬ１０規則相を取っていることが分かる。
また、格子定数を以下の式を使って計算したところ、ａ軸は３．８５Åとなった。
【００６６】
【数３】
【００６７】
また、このとき、ｃ軸はＦｅとＰｔが交互に層状に重なっているので、ａ軸に比べて少し値が小さくなっており、下の計算式を用いて計算すると、ｃ軸は３．７４３Åであった。
【００６８】
【数４】
【００６９】
更に、以下に示すＳｃｈｅｒｒｅｒの式により、平均粒子径を計算したところ、平均粒子径は６．３６ｎｍとなり、ＸＲＤによる測定からナノ粒子の生成が確認された。
【００７０】
【数５】
θ：回折角（°），λ：Ｘ線波長（１．５４Å），ｈ，ｋ，ｌ：ミュラー指数，
ｄ：面間隔（Å），ｋ：固有係数（約０．９），β：半幅値（ｒａｄ）
【００７１】
（３）ＴＥＭによるＦｅＰｔナノ粒子の観測
ナノ粒子の粒径分布及び分散を確認するため、ＴＥＭによる観測を行った。
観測方法は、グリッドに、作成したオレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子にヘキサンを加えて分散させ、滴下することで試料を作成した。また、配位子交換法によってビオチンを固定化したＦｅＰｔナノ粒子については、アセトンを加えて分散させ、同じく滴下することで試料を作成した。観測の結果は以下の図９に示すとおりである。
【００７２】
これらのＴＥＭ画像より、ＦｅＰｔナノ粒子が均一な粒子間距離をもって分散していることが確認され、粒子が凝集状態にないことから、有機配位子が各粒子間のスペーサーとしての役割を果たしているということが確認される。よってＦｅＰｔナノ粒子上への有機配位子の固定化がここで確認される。
また、各ＴＥＭ画像より粒径を測定し、分布及び平均粒子径を求めたものを図１０に示す。
これより、ＦｅＰｔナノ粒子の合成が確認され、またこれはＸＲＤによるＳｃｈｅｒｒｅｒの式の計算値と大きく違わないことが明らかとなった。
【００７３】
（実施例３）ＩＲスペクトルによる配位子交換の評価
ＩＲスペクトルによって、配位子交換反応が進んだかどうかを検証した。
ここで、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子はＫＢｒによる錠剤法で測定を行い、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子はＣａＦ２基盤にキャスティングして測定、ビオチン配位子はクロロホルムに溶解させ、ＣａＦ２による液体セルでの測定を行った。
【００７４】
（１）ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの比較
前記した方法により測定した、ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを図１１に示す。
【００７５】
ここで、ビオチン配位子はクロロホルムに溶解させたため、３０００及び２４００ｃｍ−１等にクロロホルムの吸収がでている。そこで、配位子交換が行われているかどうかを確認するのに最適な吸収であるＳＨ伸縮振動を比較するため、２５００〜２７００ｃｍ−１の吸収の拡大図を図１２に示す。
【００７６】
これより、ビオチン配位子には見られる２５８５ｃｍ−１のＳＨ伸縮振動が、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子には見られないことから、ビオチン配位子のＦｅＰｔナノ粒子上への固定化が確認され、またＰｔ−Ｓ結合は以下のメカニズムで生成するということが説明されるので、ここからＰｔ−Ｓ結合の生成が示唆される。
Ｒ−ＳＨ ＋ Ｐｔ → Ｒ−Ｓ−Ｐｔ ＋ １／２Ｈ２
【００７７】
（２）配位子交換反応前後でのＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの比較
前記（１）でＦｅＰｔナノ粒子の方は、配位子のＳＨ伸縮振動の消滅が確認されたが、それは単に配位子が存在していないだけである、という可能性が存在するため、更に、配位子交換反応前後でのＩＲスペクトルの違いを比較してビオチン配位子の存在を確認するため、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子とビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを測定した（図１３）。
【００７８】
図１３において、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子には見られない、ビオチン配位子由来の１９５０ｃｍ−１の１，２，４−三置換ベンゼン環倍音、１３５０ｃｍ−１のグリコール変角振動が配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子には見られることから、配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子上にビオチン配位子が存在することが確認された。
これにより、配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子にはビオチン配位子が結合していることがＩＲスペクトルより示唆された。
【００７９】
（実施例４）ゼータ電位によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の評価
ＦｅＰｔナノ粒子にビオチン配位子を固定化することで、親水性の付与に成功したかを調べるため、ゼータ電位による微粒子表面の電荷状態を調べた。
【００８０】
ここで、ＦｅＰｔナノ粒子にビオチン配位子が固定化されていれば、その配位子に存在するＰＥＧ鎖によって負電荷を帯びているはずであり、それによりＦｅＰｔナノ粒子に親水性が付与されているということが示唆される（図１４）。
【００８１】
結果としては、ＦｅＰｔナノ粒子の表面ゼータ電位は−１３．７４ｍＶであると測定することができたことからＦｅＰｔナノ粒子のＰＥＧ鎖に基づく親水性の付与に成功したことが伺える。
【００８２】
（実施例５）アビジン−ＨＡＢＡ法によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の評価
１．溶液中でのビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
ゼータ電位の測定により、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の親水性付与が確認され、水中に安定に分散することが確認されたので、次にＦｅＰｔに結合しているビオチンがアビジンと定量的に結合するかどうかの確認をアビジン−ＨＡＢＡ法により行った。
以下の方法で水中に分散させたビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子上のビオチンの定量を行った。
ここで測定した試料はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を分散させた溶液及び対照としてのビオチン溶液である。
【００８３】
（１）アビジン−ＨＡＢＡ法によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
０．１Ｍリン酸二水素ナトリウム及び０．１Ｍリン酸水素二ナトリウムを作成し、この二つを混合してｐＨ７．０としたリン酸緩衝液を作成した。以降は溶媒としてこれを用いた。
(i)アビジン−ＨＡＢＡ溶液の作成
１．８ｍｇのＨＡＢＡ色素（４−ヒドロキシアゾベンゼン−２’−カルボン酸）を５０ｍｌのメスフラスコで調整し、これにアビジン１０ｍｇを加えて、アビジン−ＨＡＢＡ溶液とした。
(ii)ビオチン溶液の作成
Ｄ−ビオチン（１２２ｍｇ，０．５ｍｍｏｌ）を２００ｍｌメスフラスコで調整し、そこから４ｍｌ取り出して５０ｍｌのメスフラスコで調整したものをビオチン溶液とした。
(iii)ビオチン及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
作成したアビジン−ＨＡＢＡ溶液２ｍｌをセルに入れ、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルで測定した後、ビオチン及びビオチン化ＦｅＰｔ溶液を１０μｌずつ加えて、そのスペクトル変化を観測した。
結果を図１５に示す。
【００８４】
次に５００ｎｍにおけるビオチン添加による吸収の減少度を調べるため、５００ｎｍにおける吸収の検量線を図１６に示す。
これにより、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子がビオチンと同じように、定量的に５００ｎｍの吸収が降下していることが確認されるので、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子溶液はアビジン−ＨＡＢＡ法で定量できることと、アビジンと定量的に結合できることが明らかとなった。
【００８５】
この方法は、ビオチンが存在しているかどうかの確認方法として迅速かつ簡便にでき、後述するＦｅＰｔナノ粒子の溶液中での磁気分離が可能かどうかの判断材料として用いることができる。
【００８６】
２．溶液中でのビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離
前記１．での実験により、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子表面のビオチンがアビジンと問題なく定量的に結合し、アビジン−ＨＡＢＡ法を用いることでビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子上のビオチンの存在を確認することが可能であることが明らかとなったので、ここでは溶液中に分散させたビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離が可能であるかどうかを調べた。実験の概要は図１７に示す通りである。
【００８７】
この方法により、磁気分離したＦｅＰｔナノ粒子を、前記１．と同じようにアビジン−ＨＡＢＡ溶液２ｍｌのセル中に滴下させ、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルでその吸収の変化を調べた。ここで５００ｎｍの吸収が滴定により減少すれば、ビオチンの存在、つまりビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の存在が明らかとなり、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離が可能なことが明らかとなる。
結果を図１８に示す。
【００８８】
この結果より、滴定後には５００ｎｍのアビジン−ＨＡＢＡ複合体の吸収が減少していることが確認される。これにより、磁気回収したものにビオチンが含まれていることが明らかとなるので、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子が回収されたことが確認される。よって、この結果より溶液中でビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を磁気回収することが可能であることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ＦｅＰｔ合金における構造転移と磁気特性の関係を示す図である。
【図２】ＦｅＰｔ合金の状態密度図である。
【図３】ポリオールプロセスによるＦｅＰｔナノ粒子の液相直接合成法を示す図である。
【図４】配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成過程を示す図である。
【図５】ＦｅＰｔナノ粒子の磁化測定における測定サンプルの状態を示す図である。
【図６】外部磁場変化による磁化測定の結果を示す図である。上は、全体図、下は−１００００〜１００００Ｇまでの拡大図である。
【図７】ＺＦＣ−ＦＣ磁化曲線の測定結果を示す図である。
【図８】ＦｅＰｔナノ粒子のＸＲＤによる測定結果を示す図である。
【図９】異なる倍率によるＦｅＰｔナノ粒子のＴＥＭによる観測結果を示す図である。上は、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子、下はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のものである。
【図１０】ＦｅＰｔナノ粒子の粒径分布を示す図である。左は、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子、右はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のものである。
【図１１】ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを示す図である。
【図１２】ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの拡大図である。
【図１３】オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子とビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを示す図である。
【図１４】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の構造を示す図である。
【図１５】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子及びビオチンの定量結果を示す図である。
【図１６】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子及びビオチンの５００ｎｍにおける吸収の検量線を示す図である。
【図１７】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の溶液からの磁気分離方法の概要を示す図である。
【図１８】磁気分離したビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の滴下によるスペクトルの変化を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子並びにその製造方法及び分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ナノ粒子は生物分離や各種測定、ドラッグデリバリーシステム等バイオ分野での幅広い応用が期待されている。ナノ粒子の特徴としては、粒径がナノサイズになることによる体積の減少から用途の拡大、生体適合性の増大が見込め、比表面積の増大から認識能の向上、認識時間の短縮が見込める。そのため、ナノ粒子の開発は大きなテーマとなっており、特にナノ粒子を磁性体とした磁性ナノ粒子はＭＲＩによる測定、磁気誘導によるドラッグデリバリーシステムの構築等、その磁気特性を利用した分野での応用が期待されている（非特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、現状酸化鉄ナノ粒子に代表されるように、磁性粒子の体積を減少させていくと、室温では熱エネルギーによって磁気モーメントの向きが無秩序となる超常磁性体となり、その磁気特性が失われ、ナノサイズでの磁気分離などが不可能とされてきた。
【０００４】
一般的に磁気異方性エネルギーＫｕと磁性体の体積Ｖの積が熱エネルギーＫＴを下回ると、磁性体としての性質を失ってしまうので、室温磁性ナノ粒子の候補としては、磁気異方性エネルギーＫｕの高いものであることが必要不可欠である。
【０００５】
【非特許文献１】応用物理第７２巻第７号９０９頁（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、室温においてナノサイズでの磁気分離が可能な、有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（２）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則構造を有する前記（１）に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（３）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子が、Ｆｅ錯体及びＰｔ錯体を沸点３００℃以上のポリオール系溶媒で処理することにより得られるものである前記（１）又は（２）に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（４）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化される有機分子が、特異的結合のパートナー及び生理活性物質から選ばれる前記（１）〜（３）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（５）強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子の製造方法。
（６）カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物の少なくとも一方が特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素及び生理活性物質から選ばれる残基を有する前記（５）に記載の製造方法。
（７）前記（５）又は（６）に記載の製造方法により得られた有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
（８）前記（１）〜（４）及び（７）のいずれかに記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、室温においてナノサイズでの磁気分離が可能な、有機分子で修飾された強磁性ナノ粒子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に用いる強磁性ＦｅＰｔナノ粒子とは、Ｆｅ原子及びＰｔ原子を主成分（通常、全金属原子中Ｆｅ原子及びＰｔ原子が合わせて５０モル％以上、好ましくは９０モル％以上）とする１〜１０ｎｍ程度の粒径を有する粒子で室温にて磁気ヒステリシスを示すものをいう。
【００１０】
Ｌ１０規則構造を示すＦｅＰｔ合金においては高い結晶磁気異方性を有する（International Center For Diffraction Data, Powder Diffraction File SET43 Inorganic and organic, 43-1539）。この高い結晶磁気異方性は１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２以上の超高密度記録が原理的に可能であるとされ（K. Inomata, T. Sawa, S. Hashimoto, J. Appl. Phys. 1996, 64, 2537）、将来の超高密度記録媒体への応用が期待されている。
【００１１】
本発明では、高い結晶磁気異方性エネルギーＫｕを有していることから、ナノオーダーでの強磁性を示すＦｅＰｔナノ粒子を用いる。
【００１２】
ＦｅＰｔ合金は安定相であるＬ１０規則構造と準安定構造であるｆｃｃ構造の２種の構造を取りうる。ここでＬ１０規則構造はｃ軸に磁化容易軸があり、高い結晶磁気異方性を有することから強磁性を示すのに対し、準安定構造であるｆｃｃ構造は磁化容易軸が存在せず、常磁性を示す（図１）。
【００１３】
以下、Ｌ１０−ＦｅＰｔ合金の高い結晶磁気異方性の起源を説明する。
４ｄ遷移金属Ｐｄ、５ｄ遷移金属Ｐｔは白金族原子と呼ばれ、バルクの単体では常磁性を示すが、強磁性体直前の金属であることが知られている。また、この白金族は鉄族との合金化によって大きなスピン偏極を示すことが知られている。
【００１４】
図２にＦｅＰｔ合金の状態密度図を示した（A. Sakuma, J. Phys. Soc. Jpn. 1994, 63, 3053）。
ＦｅとＰｔのmajority spinバンドはフェルミエネルギーＥｆ付近でＦｅ３ｄバンドとＰｔ４ｄバンドの混成化に由来する重なりが見られる。この混成化によってＰｔのスピン磁気モーメントが誘起され、縮退により消滅していたＦｅの軌道磁気モーメントが復活するといわれている。表１にＦｅ及びＰｔのスピン軌道結合エネルギーζ、スピン磁気モーメントＳ、軌道磁気モーメントＬ、合成磁気モーメントＭｔｏｔａｌ、磁気モーメントの実測値Ｍｅｘを示した。Ｆｅ及びＰｔの合金化による、Ｐｔの磁気モーメントの誘起を確認することができる。このＰｔの磁気モーメントの誘起による大きなスピン軌道結合定数により、ＦｅＰｔ合金は大きなスピン軌道相互作用を持つことが分かり、高い磁気異方性の起源となっていることを知ることができる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
ＦｅＰｔ合金は一般にＦｅ組成がモル比で４５％〜６４％のとき、Ｌ１０規則構造を有する。しかしながら、化学合成などによりＦｅＰｔ合金を作成した場合、準安定相であるｆｃｃ不規則相をとることが多い。２０００年、Ｓ．Ｓｕｎらによってポリオールプロセスと呼ばれる化学的手法により粒径分布のほとんどないＦｅＰｔナノ粒子の合成法が報告され（S. Sun, C. B. Murray, D. Weller, L. Folks, A. Moser, Science 2000, 287, 1989; S. Sun, Adv. Mater. 2006, 18, 393）、ＦｅＰｔ合金に関する研究が加速し、磁気記録デバイスへの実用化が近いものと期待された。しかしながら、このポリオールプロセスにより合成したＦｅＰｔナノ粒子もやはり準安定相である不規則相を取っており、高い磁気異方性を有するＬ１０構造への構造転移には６００℃程度の熱処理による規則化プロセスが必要であった。この熱処理プロセスはＦｅＰｔナノ粒子同士の焼結や凝集を招き、これが実用化への大きな障壁となっている。このような問題を解決するために、この熱処理による規則化温度の低減もしくは、熱処理時の焼結を防ぐ試みがなされており、以下に、いくつかの方法を例示する。
【００１７】
（１）高沸点エチレングリコール系溶媒等のポリオール系溶媒を用いた液層直接合成（K. Sato, B. Jeyadevan, K. Tohji, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 289, 1;R. Minami, Y. Kitamoto, T.Chikata, S. Kato, Electrochimica Acta 2005, 51, 864）
この手法は、Ｆｅ及びＰｔ化合物の前駆体（錯体、塩など）を、ポリオール系溶媒を還元剤及び溶媒として還元する手法である。エチレングリコール系溶媒等のポリオール系溶媒は、Ｆｅ及びＰｔの還元に際した反応速度を低下させることで、規則化温度を３００℃以下に低下させることが知られている。更に、ポリオール系溶媒の一種であり、３００℃以上の沸点を持つテトラエチレングリコール等の高沸点ポリオール系溶媒を溶媒として用いることで液層において還元と規則化を同時に起こし、Ｌ１０規則相を直接合成する手法である。この手法では、Ｌ１０構造への完全な規則化には至らず、部分的な規則化に留まるという欠点があるものの、得られるＦｅＰｔ合金において高い磁気異方性が確認されており、有効な手法の一つである。
【００１８】
また、この手法を用いれば、６００℃におけるアニーリングというプロセスを省くことができ、更に液相中での合成が可能なことから、合成後の化学的な表面修飾が可能であるという利点がある。本発明にとって、これは大きなアドバンテージであり、後述する実施例で採用した合成法がこの手法である。
【００１９】
ここで用いるＦｅ及びＰｔ化合物の前駆体（錯体、塩など）としてはＦｅ元素及びＰｔ元素を含む錯体や金属塩であれば制限はなく、例えばアセチルアセトネート（ａｃａｃ）錯体、カルボニル錯体、エトキシド化合物、塩化物などが挙げられる。
【００２０】
ここで用いるポリオール系溶媒としては沸点が３００℃以上のものであれば制限はないが、好ましくはテトラエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、又は高沸点有機溶媒とエチレングリコール系溶媒の混合物等の高沸点エチレングリコール系溶媒が挙げられる。
【００２１】
Ｆｅ錯体とＰｔ錯体の割合は、好ましくは、モル比で４５：５５〜６４：３６である。ポリオール系溶媒の使用量は、好ましくは、金属イオン１ｍｍｏｌ当たり１００ｍｌ程度である。
【００２２】
（２）第三元素の添加による規則化温度の低減（J. W. Harrell, D. E. Nikles, S. S. Kang, X. C. Sun, Z. Jia, J. Magn. Soc. Jpn. 2004, 28, 847; O. Kitamura, Y. Shimada, K. Oikawa, H. Daimon, K. Fukamichi, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2147; T. Maeda, T. Kai, A. Kikitu, T. Nagase, J. Akiyama, Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1104; K. M. Park, K. H. Na, J. G. Na, P. W. Jang, H. J. Kim, S. R. Lee, IEEE Trans. Magn. 2000, 38, 1961）
この手法は、Ｆｅ及びＰｔの他に第三の元素を添加することにより、原子拡散を増大させて規則化を促そうという手法である。Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕといった元素を添加することでＬ１０規則相への構造転移温度が低下するという報告がなされている。この中でも特に大きな規則化温度の低減を齎すのがＣｕであり、Ａｇ，Ａｕにおいて規則化温度が４００℃まで低下するのに対し、Ｃｕの添加は規則化温度を３００℃まで低下させている。Ａｇ，Ａｕにおいては熱処理後の元素の析出が観測されているが、Ｃｕにおいては観測されていない。つまり、Ａｕ及びＡｇについては析出により原子の拡散を促し規則化温度を低下させているのに対し、ＣｕはＦｅＰｔ合金中へ固溶することによって、規則相のポテンシャルエネルギーを下げ、規則化を促しているわけである。
【００２３】
本発明においては、この手法を用いることもできる。更に、ＳｉＯ２ナノリアクター法を用いることもできる。
【００２４】
前述したようにＦｅＰｔ合金は安定相であるＬ１０規則相と準安定相であるｆｃｃ不規則相の２種の構造を取りうる。したがって、ＦｅＰｔ合金を用いる時には、構造転移の証明や、この構造転移の割合を示すオーダーパラメーターを知ることが大変重要である。これらを知るための手法としてはＸ線による回折パターンの解析が極めて有効である。Ｌ１０規則相においては、不規則相であるｆｃｃ構造の回折線に加え、規則配置に起因する余分の回折線が出現する。この余分の回折線を超格子反射と呼ぶ。超格子反射の出現は、原子配置の規則化により、消滅則が異なってくることに由来するものである。
【００２５】
不規則相であるｆｃｃ構造の消滅則は、
【数１】
で与えられることからも分かるように、ｆｃｃ構造においてはｚ＝１、ｚ＝０の面からの回折線の位相とｚ＝１／２の面からの回折線の位相は半波長分だけずれるため、回折線は打ち消しあって（００１）面からのブラッグ反射は起こらない。一方、規則相であるＬ１０構造の消滅則は、
【００２６】
【数２】
で与えられる。この消滅則からも分かるようにｚ＝０、ｚ＝１の面とｚ＝１／２の面では散乱因子が異なっており、回折線は完全には打ち消しあわず、結果として超格子反射が観測される。更に、このような（００１）面などからの超格子反射の出現に加え、正方晶への変化に伴う（００２）、（２００）面からの回折線の分裂が生じる。
【００２７】
したがって、Ｘ線回折パターンを解析し、超格子反射の出現を観測することで、構造転移の証明が可能となる。
【００２８】
本発明において強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化させる有機分子は、目的に応じて適宜選択すればよく、例えば特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素、生理活性物質が挙げられる。また、前記有機分子に加えて、目的に応じて、例えば親水性、生体適合性、分散性、各種溶媒への親媒性等を付与する目的でポリエチレングリコール鎖、イオン基を有するアルキル鎖等を組み合わせて固定化することもできる。
【００２９】
前記特異的結合のパートナーとは、関与する分子の三次元構造に依存する特異的な非共有相互作用により相互作用する分子の対のメンバーをいい、当該特異的結合のパートナーの典型的な対としては、例えば抗原−抗体、ハプテン−抗体、ホルモン−レセプター、核酸鎖−相補的核酸鎖、基質−酵素、基質類似体−酵素、インヒビター−酵素、炭水化物−レクチン、ビオチン−アビジン及びウイルス−細胞レセプターが挙げられる。
【００３０】
生理活性物質としては、例えば薬物が挙げられる。
例えば、抗体を固定化した強磁性ナノ粒子は細胞分離、化学物質の検出・回収に用いることができ、ＤＮＡ鎖を固定化した強磁性ナノ粒子はＳＮＰｓ検出、遺伝子診断、品種識別に用いることができ、酵素を固定化した強磁性ナノ粒子は酵素反応センシング・回収再利用に用いることができ、ビオチンを固定化した強磁性ナノ粒子は、各種測定方法、又はビオチン−アビジン結合を介した各種物質の固定化に用いることができ、薬物を固定化した強磁性ナノ粒子は、ドラッグデリバリーシステムに用いることができる。
【００３１】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化させるためには、目的とする有機分子を含む配位子がＦｅとＰｔに対して高いアフィニティを有するカルボキシル基、アミノ基、メルカプト基、水酸基等を末端にもたなければならない。また、バイオ磁性ナノ粒子として、生体内で応用する場合には、親水性、生体適合性の付与、及び目的とする各有機分子間の立体的混雑を避けるスペーサーとして、ポリエチレングリコール鎖（ＰＥＧ）（好ましくは重合度１０〜２０）を配位子中に含ませることが好ましい。
【００３２】
そのため、後述する実施例では、ＰＥＧの両末端にビオチン及びメルカプト基を持つビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ及び片方の末端にドパミン基を持つドパミン−ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ｍＰＥＧ）という二つの配位子を設計・合成した。ここでビオチン−ＰＥＧ−ＳＨはＰｔに配位し、ドパミン−ｍＰＥＧはＦｅに配位する。ドパミン−ｍＰＥＧはビオチン基を持たないものの、親水性の向上を目的としており、粒子表面のＦｅの酸化をも同時に防いでいる。
【００３３】
次いで、合成した配位子を強磁性ＦｅＰｔナノ粒子上へ固定化させるが、前記のポリオール系溶媒を用いた液層直接合成により強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を合成する場合には、合成直後の強磁性ＦｅＰｔナノ粒子は大量のポリオール系溶媒中に存在するため、生成量が非常に少ない合成した配位子を直接固定化させることが困難なことから、一度別の有機配位子、例えば、オクタン酸等の炭素数６〜２０の脂肪酸及びオレイルアミン等の炭素数６〜２０の脂肪族アミンをＦｅＰｔナノ粒子上に固定化させ、配位子交換反応を用いて目的の合成した配位子、例えばカテコール残基を有する有機化合物（例えば、ドパミン−ｍＰＥＧ）及びメルカプト基を有する有機化合物（例えば、ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ）をＦｅＰｔナノ粒子上に固定化させることが好ましい（Rui Hong, Nicholas O. Fischer, Todd Emrick, Vincent M. Rotello, chem. Mater, 2005, 17, 4617）。
【００３４】
前記脂肪酸の使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）であり、脂肪族アミンの使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）であり、目的の合成した配位子の使用量は、好ましくは、目的とする粒子の表面原子数の１０倍以上（モル比）である。
本発明の有機分子固定化強磁性ナノ粒子は、磁気分離が可能である。したがって、本発明の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離する方法に適用することができる。
【００３５】
例えば、特定抗体が固定化された強磁性ナノ粒子を診断薬として用いる場合、検体にもし特定の抗原が存在すれば、抗原は抗体が固定化された強磁性ナノ粒子に吸着される。吸着後、標識（発色団など）された抗体（二次抗体）を加え、磁石により検体から分離し、分離された強磁性ナノ粒子を緩衝溶液などで洗浄し、余分な標識抗体を取り除く、次いで、得られた強磁性ナノ粒子を再度緩衝溶液などで希釈し標識部に分光工学的な手法などを用いて抗原の定量が行える。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下の実施例で使用した測定機器の一覧を表２に示した。
【００３７】
【表２】
【００３８】
なお、ＵＶ−Ｖｉｓは紫外可視分光光度計を、ＸＲＤは粉末Ｘ線回折装置を、ＳＱＵＩＤは超伝導量子干渉素子磁力計を、ＴＥＭは透過型電子顕微鏡をそれぞれ示し、以後これらの略語を用いて表記する。
【００３９】
（実施例１）ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成
１．有機配位子の合成
ＦｅＰｔナノ粒子に表面修飾する有機配位子としてビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ及びドパミン−ｍＰＥＧの二つの配位子を既報（Rui Hong, Nicholas O. Fischer, Todd Emrick, Vincent M. Rotello, chem. Mater, 2005, 17, 4617; Bryan Parrish and Todd Emrick, Macromplecules, 2004, 37, 5863; Karl Kaiser, Markus Marek, Thomas Haselgrubler, Hansgeorg Schindler, and Hermann J. Gruber ,Bioconjugate chem. 1997, 8, 54）に従い、設計・合成した。全体のスキームは以下の通りとなる。
【００４０】
ドパミン−ｍＰＥＧの全体合成反応式
【化１】
【００４１】
ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨの全体合成反応式
【化２】
【００４２】
以下、各合成段階の詳細を述べる。
（１）ポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステルの合成
【化３】
【００４３】
クロロホルム１００ｍｌの中にポリ（エチレングリコール）（２．７５９ｇ，５ｍｍｏｌ）、無水コハク酸（１．２５２５ｇ，１２．５ｍｍｏｌ）、４−（ジメチルアミノ）ピリジン（０．０６４８ｇ，０．５ｍｍｏｌ）を溶解させ、１２時間加熱還流した。その後溶媒を減圧留去し、水に溶解させた後、ヘキサン：酢酸エチル＝１：１の混合比で混ぜた溶液で洗浄、ジクロロメタンで抽出した。ジクロロメタン抽出液を硫酸マグネシウムで脱水乾燥させ、硫酸マグネシウムを濾別した後、ジクロロメタンを減圧留去し一昼夜真空乾燥を行いポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステルを得た（３．３７１８ｇ，５ｍｍｏｌ，１００％）。
【００４４】
（２）ドパミン−ポリ（エチレングリコール）の合成
【化４】
【００４５】
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０ｍｌ中に、ポリ（エチレングリコール）−コハク酸エステル（１．３２０２ｇ，２ｍｍｏｌ）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（０．２７０２ｇ，２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．５２ｇ，４ｍｍｏｌ）を０℃で加え、攪拌した。その後１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（３．９０２ｇ，２０ｍｍｏｌ）、ドパミン塩酸塩（０．４０２５ｇ，２．１ｍｍｏｌ）を５分間で加えた。この溶液を窒素パージした後４℃で一夜攪拌し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを減圧留去し、１５０ｍｌのクロロホルムに溶解させた。１Ｍの冷やした塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、ｂｒｉｎｅで洗浄し、硫酸マグネシウムで脱水乾燥させ、硫酸マグネシウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥させドパミン−ポリ（エチレングリコール）を得た（１．２８ｇ，１．６ｍｍｏｌ，８０％）。
【００４６】
（３）ビオチン−ＮＨＳの合成
【化５】
【００４７】
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中にＤ−ビオチン（０．５２９２ｇ，２．１７ｍｍｏｌ）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（０．３２５９ｇ，２．８３ｍｍｏｌ）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（０．５３ｇ，２．７６ｍｍｏｌ）を窒素パージして一昼夜攪拌した。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを減圧留去し、濾過、過剰の水とメタノールで洗浄し、ビオチン−ＮＨＳの白色結晶を得た（０．４８５８ｇ，１．４２３ｍｍｏｌ，６５．７％）。
【００４８】
（４）ＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃの合成
【化６】
【００４９】
Ｏ，Ｏ’−ビス−（２−アミノプロピル）-ポリプロピレングリコール８００（５０．７ｇ，６３．４ｍｍｏｌ）を５０ｍｌのメタノールに溶解させ、３０分かけて５０ｍｌのメタノールに溶解させたdi-tert-butyl pyrocarbonate（Ｂｏｃ２）（１２．０４ｇ，５５．２ｍｍｏｌ）を滴下し、窒素でバブリングパージ、一昼夜攪拌した。その後、酢酸３ｍｌとトルエン１００ｍｌを加え、５０ｍｌ以下になるまで減圧留去し、またトルエン１００ｍｌを加え５０ｍｌ以下になるまで減圧留去という作業を二回繰り返し、冷凍保存した。次に反応物の半分をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル、展開溶媒クロロホルム／メタノール／酢酸＝９０：１０：０．１）で展開し、ＴＬＣ（展開溶媒クロロホルム／メタノール／酢酸＝１００：３０：２）でＲｆ値０．２９〜０．４の部分を取り出して、前記のトルエンを使用した減圧留去の操作を繰り返し、冷凍保存した。そして、それに水３００ｍｌを加え、塩化ナトリウムを過剰に投入、攪拌し濾過、未溶解の塩化ナトリウムを除去した。その後、３回クロロホルム ２００ｍｌで抽出を行い、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥によって目的となるＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを得た。
【００５０】
（５）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃの合成
【化７】
【００５１】
先に合成したＣＨ３ＣＯＯＨ・ＮＨ２−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃ（１．３９ｇ）とビオチン−ＮＨＳ（０．５９ｇ，１．７３ｍｍｏｌ）を脱水したＤＭＦ１２ｍｌとトリエチルアミン（Ｅｔ３Ｎ）０．３ｍｌに加え、アルゴンでパージし一昼夜室温で攪拌した。それに水１２ｍｌを加えて２時間攪拌し、水を減圧留去、２００ｍＭの炭酸ナトリウム水溶液１５ｍｌを加え、濾過した。その後、塩化ナトリウムを飽和するまで加え、ジクロロメタン７５ｍｌで３回抽出し、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、ジクロロメタンを減圧留去し、真空乾燥することで、目的となるビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを得た。
【００５２】
（６）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌの合成
【化８】
【００５３】
先に合成したビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ−Ｂｏｃを１２ｍｌのギ酸と水０．３ｍｌに溶解させ、窒素パージし、一昼夜攪拌することにより黄色の溶液が橙色へと変化した。その後、トルエン３０ｍｌを加えて減圧留去する操作を二回繰り返し、７ｍｌの水に溶解させた。次に、窒素雰囲気下でイオン交換クロマトグラフィーを行い（Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｃ−２５，水で充填後、窒素バブリングした５０ｍＭ塩化ナトリウム水溶液で展開）、ニンヒドリン反応で反応したアミノ基をもつ部分を取り出し、減圧留去、ｂｒｉｎｅに溶解させ、８０ｍｌのクロロホルムで３回抽出し、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、真空乾燥によって目的となるビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌ（１．３７ｇ，１．３ｍｍｏｌ）を得た。
【００５４】
（７）ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＳＨの合成
【化９】
【００５５】
ビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＮＨ２・ＨＣｌ（９３０ｍｇ，０．７８ｍｍｏｌ）と３，３’−ジチオ（スクシンイミジルプロピオナート）（８００ｍｇ，２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン５００μｌをテトラヒドロフラン１００ｍｌに窒素雰囲気下で溶解させ、一昼夜攪拌した。その後、溶媒を減圧留去しｂｕｆｆｅｒＡ（１００ｍＭ塩化ナトリウム、５０ｍＭ リン酸二水素ナトリウム、１ｍＭエチレンジアミン四酢酸を水酸化ナトリウムでｐＨ７．５に調整）５０ｍｌを加えて濾過した。濾液を２分間窒素バブリングし、１，４−ジチオトレイトール（６２０ｍｇ，４ｍｍｏｌ）を加えて更に１５分間バブリングした。その後、０．５Ｍの酢酸を加えてｐＨ４．５とし、溶媒を５０ｍｌまで減圧留去した。そして溶液を２５ｍｌ取り出し、窒素雰囲気下でカラムクロマトグラフィーを行い（Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ−２５，展開溶媒ｂｕｆｆｅｒＢ（１００ｍＭ塩化ナトリウム、２０ｍＭ酢酸ナトリウムを塩酸でｐＨ４．５に調整）、赤色のアビジン−ＨＡＢＡ溶液が黄色に変色したビオチン含有部分を取り出した。その後、クロロホルム１５０ｍｌで３回抽出を行い、硫酸ナトリウムで一昼夜脱水乾燥した。硫酸ナトリウムを濾別した後、クロロホルムを減圧留去し、目的とするビオチン−ＮＨ−ＰＥＧ８００−ＳＨを得た。
【００５６】
２．ＦｅＰｔナノ粒子の合成
本実施例ではポリオールプロセスによる液相直接合成法を採用してＦｅＰｔナノ粒子を合成した。ポリオールを還元剤及び溶媒として使用し、テトラエチレングリコールを用いることでＦｅ及びＰｔの還元に際した反応速度を低下させ、液層において還元と規則化を同時に起こし、Ｌ１０規則相を直接合成する手法である。また、ＦｅＰｔ合金への前駆体としての有機金属錯体にはアセチルアセトネート（ａｃａｃ）錯体を使用した。実際には以下のようなプロセスで反応が行われていると考えられている（K. Sato, B. Jeyadevan, K. Tohji, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 289, 1）（図３）。
【００５７】
以下に、実験方法を具体的に記す。
Ｆｅ（ａｃａｃ）３（０．１０６ｇ，０．３ｍｍｏｌ）とＰｔ（ａｃａｃ）２（０．１１８ｍｇ，０．３ｍｍｏｌ）をテトラエチレングリコール８０ｍｌに溶解させ、窒素又はアルゴン置換させた後、マントルヒーターで約３００℃に加熱、３．５時間加熱還流した。反応後、室温まで空冷し、少量のオレイルアミン及びオクタン酸を反応溶液に加え、ヘキサンを大量に加えた後、窒素もしくはアルゴンパージし、一昼夜油浴中約１００℃で加熱還流した。その後ヘキサン層を分取し、ヘキサンを減圧留去、残留物にエタノール約１００ｍｌを加えて一夜冷蔵保存した。冷やしたエタノール溶液は遠心分離にかけ（１５００ｒｐｍ，１２分）、上澄みを除去し、またエタノールを加えて同様に遠心分離、上澄みを除去し、底に残った黒い粒子を真空乾燥させ、目的のオレイルアミン及びオクタン酸が固定化されたＦｅＰｔナノ粒子を得た。
【００５８】
３．配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成
配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成過程を図４に示す。以下のようにして、配位子交換反応によりビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を合成した。
オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子（３８ｍｇ）、ドパミン−ｍＰＥＧ（３２ｍｇ）、ビオチン−ＰＥＧ−ＳＨ（５７ｍｇ）を８ｍｌのジクロロメタンに溶解させ、窒素又はアルゴン雰囲気下で２日間加熱攪拌した（３０〜４０℃）。反応後、一度ジクロロメタンを減圧留去し、ジクロロメタンを少量とジエチルエーテルを加えて遠心分離した（１５００ｒｐｍ，１２分）。上澄みは捨て、もう一度少量のジクロロメタンとジエチルエーテルを加えた後、もう一度遠心分離し（１５００ｒｐｍ，１２分）、上澄みを捨て、沈殿物に目的とする黒色のビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を得た。
【００５９】
（実施例２）ＦｅＰｔナノ粒子の評価
ＳＱＵＩＤによる磁化測定及びＸＲＤによるＸ線回折パターン測定、ＴＥＭによる粒径分布の観察を通してＦｅＰｔナノ粒子の評価を行った。
【００６０】
（１）ＳＱＵＩＤによる磁化測定
ＦｅＰｔナノ粒子の磁化測定に際しては、図５に示すように、セロハンテープでＦｅＰｔナノ粒子を包み込み、ストローで上下を挟み込んだ測定サンプル作成を行った。このとき、ＦｅＰｔナノ粒子は磁化が非常に大きいので、ストローによる反磁性はほぼ無視できると判断した。
磁化曲線を測定した。すなわち、磁化の磁場依存性を測定した。
更に、ＺＦＣ−ＦＣによる磁化測定を行った。
【００６１】
このときの磁化測定の結果を図６に示す。
この結果に見られるように、３００Ｋにおいても明瞭な履歴曲線が観測され、残留磁化及び保磁力が存在することから、室温強磁性ナノ粒子の生成が確認される。実際の値は表３に示すとおりである。
【００６２】
【表３】
【００６３】
図７にＺＦＣ−ＦＣ磁化曲線の測定結果を示す。
この結果より、４００Ｋにおいても、室温強磁性ナノ粒子の生成が確認される。
【００６４】
（２）ＸＲＤによるＸ線回折パターンの測定
合成したＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則相を取っているかどうかを調べるには、ＸＲＤによるＸ線回折パターンを調べるのが非常に有効である。このとき、ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則相であるならば、消滅則によって本来消えるはずである、ｆｃｃ構造では確認されない格子のピークが観測されるはずである。つまり、ｆｃｃ構造では本来観測されない（００１），（１１０），（２１０），（１１２）面からの格子反射ピークが観測されれば、そのＦｅＰｔナノ粒子はＬ１０規則相をとっているということができる。ここで実際に測定したＦｅＰｔナノ粒子のＸＲＤによる測定結果を図８に示す。
【００６５】
この結果より、（００１），（１１０），（２１０），（１１２）というｆｃｃ構造では本来見られない超格子ピークが観測されたことから、作成したＦｅＰｔナノ粒子はＬ１０規則相を取っていることが分かる。
また、格子定数を以下の式を使って計算したところ、ａ軸は３．８５Åとなった。
【００６６】
【数３】
【００６７】
また、このとき、ｃ軸はＦｅとＰｔが交互に層状に重なっているので、ａ軸に比べて少し値が小さくなっており、下の計算式を用いて計算すると、ｃ軸は３．７４３Åであった。
【００６８】
【数４】
【００６９】
更に、以下に示すＳｃｈｅｒｒｅｒの式により、平均粒子径を計算したところ、平均粒子径は６．３６ｎｍとなり、ＸＲＤによる測定からナノ粒子の生成が確認された。
【００７０】
【数５】
θ：回折角（°），λ：Ｘ線波長（１．５４Å），ｈ，ｋ，ｌ：ミュラー指数，
ｄ：面間隔（Å），ｋ：固有係数（約０．９），β：半幅値（ｒａｄ）
【００７１】
（３）ＴＥＭによるＦｅＰｔナノ粒子の観測
ナノ粒子の粒径分布及び分散を確認するため、ＴＥＭによる観測を行った。
観測方法は、グリッドに、作成したオレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子にヘキサンを加えて分散させ、滴下することで試料を作成した。また、配位子交換法によってビオチンを固定化したＦｅＰｔナノ粒子については、アセトンを加えて分散させ、同じく滴下することで試料を作成した。観測の結果は以下の図９に示すとおりである。
【００７２】
これらのＴＥＭ画像より、ＦｅＰｔナノ粒子が均一な粒子間距離をもって分散していることが確認され、粒子が凝集状態にないことから、有機配位子が各粒子間のスペーサーとしての役割を果たしているということが確認される。よってＦｅＰｔナノ粒子上への有機配位子の固定化がここで確認される。
また、各ＴＥＭ画像より粒径を測定し、分布及び平均粒子径を求めたものを図１０に示す。
これより、ＦｅＰｔナノ粒子の合成が確認され、またこれはＸＲＤによるＳｃｈｅｒｒｅｒの式の計算値と大きく違わないことが明らかとなった。
【００７３】
（実施例３）ＩＲスペクトルによる配位子交換の評価
ＩＲスペクトルによって、配位子交換反応が進んだかどうかを検証した。
ここで、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子はＫＢｒによる錠剤法で測定を行い、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子はＣａＦ２基盤にキャスティングして測定、ビオチン配位子はクロロホルムに溶解させ、ＣａＦ２による液体セルでの測定を行った。
【００７４】
（１）ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの比較
前記した方法により測定した、ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを図１１に示す。
【００７５】
ここで、ビオチン配位子はクロロホルムに溶解させたため、３０００及び２４００ｃｍ−１等にクロロホルムの吸収がでている。そこで、配位子交換が行われているかどうかを確認するのに最適な吸収であるＳＨ伸縮振動を比較するため、２５００〜２７００ｃｍ−１の吸収の拡大図を図１２に示す。
【００７６】
これより、ビオチン配位子には見られる２５８５ｃｍ−１のＳＨ伸縮振動が、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子には見られないことから、ビオチン配位子のＦｅＰｔナノ粒子上への固定化が確認され、またＰｔ−Ｓ結合は以下のメカニズムで生成するということが説明されるので、ここからＰｔ−Ｓ結合の生成が示唆される。
Ｒ−ＳＨ ＋ Ｐｔ → Ｒ−Ｓ−Ｐｔ ＋ １／２Ｈ２
【００７７】
（２）配位子交換反応前後でのＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの比較
前記（１）でＦｅＰｔナノ粒子の方は、配位子のＳＨ伸縮振動の消滅が確認されたが、それは単に配位子が存在していないだけである、という可能性が存在するため、更に、配位子交換反応前後でのＩＲスペクトルの違いを比較してビオチン配位子の存在を確認するため、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子とビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを測定した（図１３）。
【００７８】
図１３において、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子には見られない、ビオチン配位子由来の１９５０ｃｍ−１の１，２，４−三置換ベンゼン環倍音、１３５０ｃｍ−１のグリコール変角振動が配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子には見られることから、配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子上にビオチン配位子が存在することが確認された。
これにより、配位子交換反応後のＦｅＰｔナノ粒子にはビオチン配位子が結合していることがＩＲスペクトルより示唆された。
【００７９】
（実施例４）ゼータ電位によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の評価
ＦｅＰｔナノ粒子にビオチン配位子を固定化することで、親水性の付与に成功したかを調べるため、ゼータ電位による微粒子表面の電荷状態を調べた。
【００８０】
ここで、ＦｅＰｔナノ粒子にビオチン配位子が固定化されていれば、その配位子に存在するＰＥＧ鎖によって負電荷を帯びているはずであり、それによりＦｅＰｔナノ粒子に親水性が付与されているということが示唆される（図１４）。
【００８１】
結果としては、ＦｅＰｔナノ粒子の表面ゼータ電位は−１３．７４ｍＶであると測定することができたことからＦｅＰｔナノ粒子のＰＥＧ鎖に基づく親水性の付与に成功したことが伺える。
【００８２】
（実施例５）アビジン−ＨＡＢＡ法によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の評価
１．溶液中でのビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
ゼータ電位の測定により、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の親水性付与が確認され、水中に安定に分散することが確認されたので、次にＦｅＰｔに結合しているビオチンがアビジンと定量的に結合するかどうかの確認をアビジン−ＨＡＢＡ法により行った。
以下の方法で水中に分散させたビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子上のビオチンの定量を行った。
ここで測定した試料はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を分散させた溶液及び対照としてのビオチン溶液である。
【００８３】
（１）アビジン−ＨＡＢＡ法によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
０．１Ｍリン酸二水素ナトリウム及び０．１Ｍリン酸水素二ナトリウムを作成し、この二つを混合してｐＨ７．０としたリン酸緩衝液を作成した。以降は溶媒としてこれを用いた。
(i)アビジン−ＨＡＢＡ溶液の作成
１．８ｍｇのＨＡＢＡ色素（４−ヒドロキシアゾベンゼン−２’−カルボン酸）を５０ｍｌのメスフラスコで調整し、これにアビジン１０ｍｇを加えて、アビジン−ＨＡＢＡ溶液とした。
(ii)ビオチン溶液の作成
Ｄ−ビオチン（１２２ｍｇ，０．５ｍｍｏｌ）を２００ｍｌメスフラスコで調整し、そこから４ｍｌ取り出して５０ｍｌのメスフラスコで調整したものをビオチン溶液とした。
(iii)ビオチン及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の定量
作成したアビジン−ＨＡＢＡ溶液２ｍｌをセルに入れ、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルで測定した後、ビオチン及びビオチン化ＦｅＰｔ溶液を１０μｌずつ加えて、そのスペクトル変化を観測した。
結果を図１５に示す。
【００８４】
次に５００ｎｍにおけるビオチン添加による吸収の減少度を調べるため、５００ｎｍにおける吸収の検量線を図１６に示す。
これにより、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子がビオチンと同じように、定量的に５００ｎｍの吸収が降下していることが確認されるので、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子溶液はアビジン−ＨＡＢＡ法で定量できることと、アビジンと定量的に結合できることが明らかとなった。
【００８５】
この方法は、ビオチンが存在しているかどうかの確認方法として迅速かつ簡便にでき、後述するＦｅＰｔナノ粒子の溶液中での磁気分離が可能かどうかの判断材料として用いることができる。
【００８６】
２．溶液中でのビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離
前記１．での実験により、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子表面のビオチンがアビジンと問題なく定量的に結合し、アビジン−ＨＡＢＡ法を用いることでビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子上のビオチンの存在を確認することが可能であることが明らかとなったので、ここでは溶液中に分散させたビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離が可能であるかどうかを調べた。実験の概要は図１７に示す通りである。
【００８７】
この方法により、磁気分離したＦｅＰｔナノ粒子を、前記１．と同じようにアビジン−ＨＡＢＡ溶液２ｍｌのセル中に滴下させ、ＵＶ−ｖｉｓスペクトルでその吸収の変化を調べた。ここで５００ｎｍの吸収が滴定により減少すれば、ビオチンの存在、つまりビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の存在が明らかとなり、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の磁気分離が可能なことが明らかとなる。
結果を図１８に示す。
【００８８】
この結果より、滴定後には５００ｎｍのアビジン−ＨＡＢＡ複合体の吸収が減少していることが確認される。これにより、磁気回収したものにビオチンが含まれていることが明らかとなるので、ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子が回収されたことが確認される。よって、この結果より溶液中でビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子を磁気回収することが可能であることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ＦｅＰｔ合金における構造転移と磁気特性の関係を示す図である。
【図２】ＦｅＰｔ合金の状態密度図である。
【図３】ポリオールプロセスによるＦｅＰｔナノ粒子の液相直接合成法を示す図である。
【図４】配位子交換反応によるビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の合成過程を示す図である。
【図５】ＦｅＰｔナノ粒子の磁化測定における測定サンプルの状態を示す図である。
【図６】外部磁場変化による磁化測定の結果を示す図である。上は、全体図、下は−１００００〜１００００Ｇまでの拡大図である。
【図７】ＺＦＣ−ＦＣ磁化曲線の測定結果を示す図である。
【図８】ＦｅＰｔナノ粒子のＸＲＤによる測定結果を示す図である。
【図９】異なる倍率によるＦｅＰｔナノ粒子のＴＥＭによる観測結果を示す図である。上は、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子、下はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のものである。
【図１０】ＦｅＰｔナノ粒子の粒径分布を示す図である。左は、オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子、右はビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のものである。
【図１１】ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを示す図である。
【図１２】ビオチン配位子及びビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルの拡大図である。
【図１３】オレイルアミン及びオクタン酸を固定化したＦｅＰｔナノ粒子とビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子のＩＲスペクトルを示す図である。
【図１４】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の構造を示す図である。
【図１５】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子及びビオチンの定量結果を示す図である。
【図１６】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子及びビオチンの５００ｎｍにおける吸収の検量線を示す図である。
【図１７】ビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の溶液からの磁気分離方法の概要を示す図である。
【図１８】磁気分離したビオチン化ＦｅＰｔナノ粒子の滴下によるスペクトルの変化を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項２】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則構造を有する請求項１記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項３】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子が、Ｆｅ錯体及びＰｔ錯体を沸点３００℃以上のポリオール系溶媒で処理することにより得られるものである請求項１又は２記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項４】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化される有機分子が、特異的結合のパートナー及び生理活性物質から選ばれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項５】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物の少なくとも一方が特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素及び生理活性物質から選ばれる残基を有する請求項５記載の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の製造方法により得られた有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項８】
請求項１〜４及び７のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【請求項１】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に有機分子を固定化してなる有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項２】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子がＬ１０規則構造を有する請求項１記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項３】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子が、Ｆｅ錯体及びＰｔ錯体を沸点３００℃以上のポリオール系溶媒で処理することにより得られるものである請求項１又は２記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項４】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に固定化される有機分子が、特異的結合のパートナー及び生理活性物質から選ばれる請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項５】
強磁性ＦｅＰｔナノ粒子を脂肪酸及び脂肪族アミンで処理して、強磁性ＦｅＰｔナノ粒子に脂肪酸及び脂肪族アミンを固定化させた後、カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物で処理することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
カテコール残基を有する有機化合物及びメルカプト基を有する有機化合物の少なくとも一方が特異的結合のパートナー、ＤＮＡ、酵素及び生理活性物質から選ばれる残基を有する請求項５記載の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の製造方法により得られた有機分子固定化強磁性ナノ粒子。
【請求項８】
請求項１〜４及び７のいずれか１項に記載の有機分子固定化強磁性ナノ粒子、及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を含む溶液中から磁気により前記有機分子固定化強磁性ナノ粒子及び／又は該有機分子固定化強磁性ナノ粒子に他の物質が結合した粒子を分離することを特徴とする有機分子固定化強磁性ナノ粒子の分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００８−２６０７２４（Ｐ２００８−２６０７２４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０５４１５（Ｐ２００７−１０５４１５）
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名：慶應義塾大学理工学部化学科 平成１８年度卒業論文発表会 開催日：２００７年２月２日、３日 開催場所：慶應義塾大学（矢上キャンパス） 卒業論文要旨集発行日：２００７年１月３１日
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１３日（２００７．４．１３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名：慶應義塾大学理工学部化学科 平成１８年度卒業論文発表会 開催日：２００７年２月２日、３日 開催場所：慶應義塾大学（矢上キャンパス） 卒業論文要旨集発行日：２００７年１月３１日
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
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