蛍光粒子の製造方法
【課題】新規な蛍光粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する方法である。ここで、無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造することが好ましい。また、無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させることが好ましい。また、無機化合物粒子はZnO粒子であることが好ましい。また、無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造することが好ましい。
【解決手段】本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する方法である。ここで、無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造することが好ましい。また、無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させることが好ましい。また、無機化合物粒子はZnO粒子であることが好ましい。また、無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な蛍光粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物医学の分野において、溶液中に分散した蛍光ナノ粒子はバイオイメージングやバイオチップ解析のマーカとして重要である。この際、蛍光ナノ粒子の蛍光を用いるため、蛍光強度を増加させることは、観察精度や解析精度を向上させるのに大切である。
【０００３】
従来の方法で蛍光ナノ粒子の蛍光強度を増加させる方法としては、電気炉等でアニールする方法がある。しかし、この方法を用いると蛍光ナノ粒子同士が強く凝集してしまい、溶液中に再分散することが困難である。
【０００４】
また、ZnS:Mnを基板に塗布し、この基板をHe-Cdレーザを照射することにより光学的にアニールを実施して蛍光強度を増加させる方法が提案されている(非特許文献1参照)。
【０００５】
【非特許文献１】Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 44, No. 10, 2005, pp. 7694-7697.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この方法では、一度、基板に塗布するため、蛍光ナノ粒子が強く凝集し、溶液中に再分散させることができず、このためナノ粒子であることを利用した生物医学の分野等では利用できないという問題がある。
【０００７】
そのため、このような課題を解決する、新規な蛍光粒子の製造方法の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規な蛍光粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する。
【００１０】
ここで、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造することが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させることが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、ZnO粒子であることが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造することが好ましい。また、限定されるわけではないが、溶媒は、アルコールまたは水であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１２】
本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射するので、新規な蛍光粒子の製造方法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】
【００１３】
以下、蛍光粒子の製造方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する方法である。
【００１４】
無機化合物粒子としては、ZnO粒子等を採用することができる。
【００１５】
無機化合物粒子は、種々の合成法により溶媒中に作製することができる。合成法としては、逆ミセル法等の他の液相法や気相法などを採用することができる。
【００１６】
無機化合物粒子は、上記合成法によらずに、溶媒中に機械的に直接分散させることができる。分散の方法としては、粉砕や超音波照射等により溶媒中に分散させる方法などを採用することができる。
【００１７】
溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールや水などを採用することができる。
【００１８】
無機化合物粒子は、溶媒中で単分散の状態にあることが好ましい。無機化合物粒子は、単分散の状態ばかりでなく、ある程度凝集した状態であってもよい。凝集したナノ粒子の塊のサイズが、マーカとして接合する細胞やタンパク質と同程度までは観察や分析に影響を与えないと考えられるため、この程度までの凝集は許される。そのため、観察や分析を行う対象物質によって許容される凝集の程度は変化する。
【００１９】
レーザとしては、He-Cdレーザ等を採用することができる。
【００２０】
無機化合物粒子分散液を入れる容器の材質としては、照射するレーザ光(多くの場合紫外光)を吸収しない材質である石英、プラスチック、フッ化カルシウム等を採用することができる。
【００２１】
レーザ光照射により蛍光強度が増加した蛍光粒子は、細胞を染色するマーカとして用いることによりバイオイメージング、またDNAやタンパク質のマーカとして用いることによりバイオチップ等の用途がある。
【００２２】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、本発明の蛍光粒子の製造方法が、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射するので、新規な蛍光粒子の製造方法を提供することができる。
【００２３】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００２４】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００２５】
＜試料の調整＞
【００２６】
実施例１
エタノール50ml中に0.5mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して10mMの溶液を作製し、三角フラスコに入れ、スターラで激しく攪拌する。これに、エタノール50ml中に0.5mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた10mMの溶液を、ビュレット等を用いて滴下する。しばらくエージングした後にZnOナノ粒子分散溶液として用いる。
【００２７】
実施例２
エタノール50ml中に0.25mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して5mMの溶液を作製したこと、エタノール50ml中に0.25mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた5mMの溶液を作製したこと以外は、実施例１と同様である。
【００２８】
実施例３
エタノール50ml中に0.05mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して1mMの溶液を作製したこと、エタノール50ml中に0.05mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた1mMの溶液を作製したこと以外は、実施例１と同様である。
【００２９】
比較例１
実施例１と同一の試料を作製した。
【００３０】
＜レーザ照射＞
上記で調整した実施例１〜３の溶液を、石英セル(材質:合成石英、寸法:10mm×10mm×45mm、5面研摩)に入れて、室温にてHe-Cdレーザ (Kimmon社製、IK3552R-G、発振波長:325nm、照射強度:約2W/cm2)のビームを1時間照射した。
比較例１の溶液については、He-Cdレーザの照射は行わなかった。
【００３１】
＜評価方法＞
【００３２】
a) 蛍光強度測定
実施例１〜３、及び比較例１の試料をそれぞれ蛍光分光光度計(島津製作所社製、RF-5300PC、励起波長:350nm)で測定して、レーザ照射による蛍光強度の変化を測定した。
【００３３】
b) 電子顕微鏡観察
電子顕微鏡観察用の試料は、実施例２の溶液をグリッドに敵下し乾燥したものを用いた。試料の観察は、電界放射型走査電子顕微鏡FE-SEM（日立ハイテクノロジー社製、S-4800）で行った。観察用のグリッドとしては、銅グリッドにエラスチックカーボン支持膜のついたもの(応研商事社製)を用いた。
【００３４】
c) X線解析測定
X線解析測定用の試料は、実施例１の溶液にヘキサンを添加し、沈殿したものを遠心分離で回収し、乾燥したものを用いた。試料粉末の同定には、X線回折装置(リガク社製、RINT-RAPID、CuKα)を用いた。
【００３５】
＜評価結果＞
【００３６】
a) 蛍光強度測定
蛍光強度の測定結果は、図１に示すとおりである。「レーザ照射」の線が実施例１の結果であり、「レーザ未照射」の線が比較例１の結果である。図１からわかるように530nm付近の緑色蛍光が10倍程度まで増加した。
実施例２及び３の試料については、蛍光強度を測定した結果、530nm付近の緑色蛍光の増加が認められた。」
【００３７】
酸化亜鉛の緑色蛍光の色中心は、酸素欠陥の準位に起因していると言われていている。レーザ照射によりこの欠陥が増加したことが考えられる。また、酸化亜鉛がレーザ光を吸収してそのエネルギーによりアニールされて、無輻射遷移と関連した欠陥が減少したことも考えられる。
【００３８】
b) 電子顕微鏡観察
電子顕微鏡観察結果は、図２に示すとおりである。実施例２の試料の電子顕微鏡写真を示す。この場合の酸化亜鉛ナノ粒子の形状は球形で直径が30nm程度のものであった。
【００３９】
c) X線解析測定
X線解析測定には、実施例１の試料を用いた。ピーク強度、及び回折角からZnO(PDF 36-1451)であることが確認できた。結晶子径がナノサイズであるため半値幅FWHMはブロードになっていた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例における蛍光強度測定結果を示す図である。
【図２】実施例における電子顕微鏡観察結果を示す電子顕微鏡写真である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な蛍光粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物医学の分野において、溶液中に分散した蛍光ナノ粒子はバイオイメージングやバイオチップ解析のマーカとして重要である。この際、蛍光ナノ粒子の蛍光を用いるため、蛍光強度を増加させることは、観察精度や解析精度を向上させるのに大切である。
【０００３】
従来の方法で蛍光ナノ粒子の蛍光強度を増加させる方法としては、電気炉等でアニールする方法がある。しかし、この方法を用いると蛍光ナノ粒子同士が強く凝集してしまい、溶液中に再分散することが困難である。
【０００４】
また、ZnS:Mnを基板に塗布し、この基板をHe-Cdレーザを照射することにより光学的にアニールを実施して蛍光強度を増加させる方法が提案されている(非特許文献1参照)。
【０００５】
【非特許文献１】Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 44, No. 10, 2005, pp. 7694-7697.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この方法では、一度、基板に塗布するため、蛍光ナノ粒子が強く凝集し、溶液中に再分散させることができず、このためナノ粒子であることを利用した生物医学の分野等では利用できないという問題がある。
【０００７】
そのため、このような課題を解決する、新規な蛍光粒子の製造方法の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規な蛍光粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する。
【００１０】
ここで、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造することが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させることが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、ZnO粒子であることが好ましい。また、限定されるわけではないが、無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造することが好ましい。また、限定されるわけではないが、溶媒は、アルコールまたは水であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１２】
本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射するので、新規な蛍光粒子の製造方法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】
【００１３】
以下、蛍光粒子の製造方法にかかる発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明の蛍光粒子の製造方法は、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する方法である。
【００１４】
無機化合物粒子としては、ZnO粒子等を採用することができる。
【００１５】
無機化合物粒子は、種々の合成法により溶媒中に作製することができる。合成法としては、逆ミセル法等の他の液相法や気相法などを採用することができる。
【００１６】
無機化合物粒子は、上記合成法によらずに、溶媒中に機械的に直接分散させることができる。分散の方法としては、粉砕や超音波照射等により溶媒中に分散させる方法などを採用することができる。
【００１７】
溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールや水などを採用することができる。
【００１８】
無機化合物粒子は、溶媒中で単分散の状態にあることが好ましい。無機化合物粒子は、単分散の状態ばかりでなく、ある程度凝集した状態であってもよい。凝集したナノ粒子の塊のサイズが、マーカとして接合する細胞やタンパク質と同程度までは観察や分析に影響を与えないと考えられるため、この程度までの凝集は許される。そのため、観察や分析を行う対象物質によって許容される凝集の程度は変化する。
【００１９】
レーザとしては、He-Cdレーザ等を採用することができる。
【００２０】
無機化合物粒子分散液を入れる容器の材質としては、照射するレーザ光(多くの場合紫外光)を吸収しない材質である石英、プラスチック、フッ化カルシウム等を採用することができる。
【００２１】
レーザ光照射により蛍光強度が増加した蛍光粒子は、細胞を染色するマーカとして用いることによりバイオイメージング、またDNAやタンパク質のマーカとして用いることによりバイオチップ等の用途がある。
【００２２】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、本発明の蛍光粒子の製造方法が、無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射するので、新規な蛍光粒子の製造方法を提供することができる。
【００２３】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００２４】
つぎに、本発明にかかる実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではないことはもちろんである。
【００２５】
＜試料の調整＞
【００２６】
実施例１
エタノール50ml中に0.5mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して10mMの溶液を作製し、三角フラスコに入れ、スターラで激しく攪拌する。これに、エタノール50ml中に0.5mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた10mMの溶液を、ビュレット等を用いて滴下する。しばらくエージングした後にZnOナノ粒子分散溶液として用いる。
【００２７】
実施例２
エタノール50ml中に0.25mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して5mMの溶液を作製したこと、エタノール50ml中に0.25mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた5mMの溶液を作製したこと以外は、実施例１と同様である。
【００２８】
実施例３
エタノール50ml中に0.05mmolの酢酸亜鉛二水和物を溶解して1mMの溶液を作製したこと、エタノール50ml中に0.05mmolの水酸化ナトリウムを溶解させた1mMの溶液を作製したこと以外は、実施例１と同様である。
【００２９】
比較例１
実施例１と同一の試料を作製した。
【００３０】
＜レーザ照射＞
上記で調整した実施例１〜３の溶液を、石英セル(材質:合成石英、寸法:10mm×10mm×45mm、5面研摩)に入れて、室温にてHe-Cdレーザ (Kimmon社製、IK3552R-G、発振波長:325nm、照射強度:約2W/cm2)のビームを1時間照射した。
比較例１の溶液については、He-Cdレーザの照射は行わなかった。
【００３１】
＜評価方法＞
【００３２】
a) 蛍光強度測定
実施例１〜３、及び比較例１の試料をそれぞれ蛍光分光光度計(島津製作所社製、RF-5300PC、励起波長:350nm)で測定して、レーザ照射による蛍光強度の変化を測定した。
【００３３】
b) 電子顕微鏡観察
電子顕微鏡観察用の試料は、実施例２の溶液をグリッドに敵下し乾燥したものを用いた。試料の観察は、電界放射型走査電子顕微鏡FE-SEM（日立ハイテクノロジー社製、S-4800）で行った。観察用のグリッドとしては、銅グリッドにエラスチックカーボン支持膜のついたもの(応研商事社製)を用いた。
【００３４】
c) X線解析測定
X線解析測定用の試料は、実施例１の溶液にヘキサンを添加し、沈殿したものを遠心分離で回収し、乾燥したものを用いた。試料粉末の同定には、X線回折装置(リガク社製、RINT-RAPID、CuKα)を用いた。
【００３５】
＜評価結果＞
【００３６】
a) 蛍光強度測定
蛍光強度の測定結果は、図１に示すとおりである。「レーザ照射」の線が実施例１の結果であり、「レーザ未照射」の線が比較例１の結果である。図１からわかるように530nm付近の緑色蛍光が10倍程度まで増加した。
実施例２及び３の試料については、蛍光強度を測定した結果、530nm付近の緑色蛍光の増加が認められた。」
【００３７】
酸化亜鉛の緑色蛍光の色中心は、酸素欠陥の準位に起因していると言われていている。レーザ照射によりこの欠陥が増加したことが考えられる。また、酸化亜鉛がレーザ光を吸収してそのエネルギーによりアニールされて、無輻射遷移と関連した欠陥が減少したことも考えられる。
【００３８】
b) 電子顕微鏡観察
電子顕微鏡観察結果は、図２に示すとおりである。実施例２の試料の電子顕微鏡写真を示す。この場合の酸化亜鉛ナノ粒子の形状は球形で直径が30nm程度のものであった。
【００３９】
c) X線解析測定
X線解析測定には、実施例１の試料を用いた。ピーク強度、及び回折角からZnO(PDF 36-1451)であることが確認できた。結晶子径がナノサイズであるため半値幅FWHMはブロードになっていた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例における蛍光強度測定結果を示す図である。
【図２】実施例における電子顕微鏡観察結果を示す電子顕微鏡写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する
蛍光粒子の製造方法。
【請求項２】
無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造する
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項３】
無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させる
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項４】
無機化合物粒子は、ZnO粒子である
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項５】
無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造する
請求項４記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項６】
溶媒は、アルコールまたは水である
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項７】
無機化合物粒子は、ZnO粒子であり、
前記無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造し、
溶媒は、アルコールである
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項１】
無機化合物粒子を溶媒中に分散させたものに、レーザ光を照射する
蛍光粒子の製造方法。
【請求項２】
無機化合物粒子は、液相法または気相法により製造する
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項３】
無機化合物粒子は、粉砕または超音波照射により溶媒中に分散させる
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項４】
無機化合物粒子は、ZnO粒子である
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項５】
無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造する
請求項４記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項６】
溶媒は、アルコールまたは水である
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【請求項７】
無機化合物粒子は、ZnO粒子であり、
前記無機化合物粒子は、酢酸亜鉛二水和物溶液に、水酸化ナトリウム溶液を加えて製造し、
溶媒は、アルコールである
請求項１記載の蛍光粒子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２１５３４２（Ｐ２００９−２１５３４２Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５７３３０（Ｐ２００８−５７３３０）
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月７日（２００８．３．７）
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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