JP2010150254A

JP2010150254A - Plant colored by nano crystal

Info

Publication number: JP2010150254A
Application number: JP2009280695A
Authority: JP
Inventors: Mingyong Han; ハンミンギョン; Nurmawati Bte Muhammad Hanafiah; ブテムハンマドハナフィアナーマワティ
Original assignee: Agency for Science Technology and Research Singapore
Current assignee: Agency for Science Technology and Research Singapore
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2010-07-08
Also published as: CN101955774A; SG162679A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plant colored by a nano crystal. <P>SOLUTION: This plant contains at least a nano crystal through which the plant emits a specific color or some colors when exposed to light. In other embodiment, a method in which outer surface of the plant is colored by at least a nano crystal or a method in which the anatomy of the plant is colored by at least a nano crystal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

[0001]本発明は、ある特定の波長の光に曝された場合にそれを介して植物が特定の色又はいくつかの色を発する、少なくとも１種類のナノ結晶を含む植物に関する。別の態様において、本発明は、少なくとも１種類のナノ結晶で植物の外表面を着色する方法に関する。本発明はまた、少なくとも１種類のナノ結晶で植物の組織を着色する方法に関する。 [0001] The present invention relates to a plant comprising at least one type of nanocrystal, through which the plant emits a specific color or several colors when exposed to light of a specific wavelength. In another aspect, the invention relates to a method of coloring the outer surface of a plant with at least one nanocrystal. The invention also relates to a method for coloring plant tissue with at least one nanocrystal.

背景background

[0002]半導体ナノ結晶（量子ドット）は、発光デバイス（Ｃｏｌｖｉｎら、Ｎａｔｕｒｅ３７０、３５４〜３５７頁、１９９４年；Ｔｅｓｓｌｅｒら、Ｓｃｉｅｎｃｅ２９５、１５０６〜１５０８頁、２００２年）、レーザ（Ｋｌｉｍｏｖら、Ｓｃｉｅｎｃｅ２９０、３１４〜３１７頁、２０００年）、太陽電池（Ｈｕｙｎｈら、Ｓｃｉｅｎｃｅ２９５、２４２５〜２４２７頁、２００２年）、又は、細胞生物学等の生化学研究領域における蛍光生体標識等、様々な技術における使用に向け、非常に根本的及び技術的関心が持たれている。例えば、Ｂｒｕｃｈｅｚら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、第２８１巻、２０１３〜２０１５頁、２００１年；Ｃｈａｎ＆Ｎｉｅ、Ｓｃｉｅｎｃｅ、第２８１巻、２０１６〜２０１８頁、２００１年；Ｋｌａｒｒｅｉｃｈ、Ｎａｔｕｒｅ、第４３巻、４５０〜４５２頁、２００１年に要約される、米国特許第６，２０７，３９２号明細書を参照されたい。また、Ｍｉｔｃｈｅｌｌ、ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１０１３〜１０１７頁、２００１年、及び米国特許第６，４２３，５５１号、第６，３０６，６１０号、及び第６，３２６，１４４号明細書を参照されたい。 [0002] Semiconductor nanocrystals (quantum dots) are light emitting devices (Colvin et al., Nature 370, 354-357, 1994; Tessler et al., Science 295, 1505-1508, 2002), lasers (Klimov et al., Science). 290, 314-317, 2000), solar cells (Huynh et al., Science 295, 2425-2427, 2002), or fluorescent biolabeling in the field of biochemistry such as cell biology. There is a very fundamental and technical interest in use. For example, Bruchez et al., Science, 281, 2013-2015, 2001; Chan & Nie, Science, 281, 2016-2018, 2001; Klarreich, Nature, 43, 450-452, 2001. U.S. Pat. No. 6,207,392, which is summarized in US Pat. See also Mitchell, Nature Biotechnology, pages 1013-1017, 2001, and US Pat. Nos. 6,423,551, 6,306,610, and 6,326,144.

[0003]量子ドットの驚くべきルミネセンス特性は、金属及び半導体コア粒子がその励起ボーア半径、約１ｎｍから５ｎｍよりも小さい場合に生じる、量子サイズ閉じ込めに起因する。（Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓ、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２７１、９３３〜３７頁、１９９６年；Ａｌｉｖｉｓａｔｏｓ、Ｊ．Ｐｌａｙｓ．Ｃｈｅｍ．１００、１３２２６〜３９頁、１９９６年；Ｂｒｕｓ、ＡｐｐｌＰｈｙｓ．、Ａ５３、４６５〜７４、１９９１年；Ｗｉｌｓｏｎら、Ｓｃｉｅｎｃｅ、２６２、１２４２〜４６頁、１９９３年。） [0003] The surprising luminescence properties of quantum dots are due to quantum size confinement that occurs when the metal and semiconductor core particles are smaller than their excitation Bohr radius, about 1 nm to 5 nm. (Alivisatos, Science, 271, 933-37, 1996; Alivisatos, J. Plays. Chem. 100, 13226-39, 1996; Brus, Appl Phys., A53, 465-74, 1991; Wilson et al. Science, 262, 1242-46, 1993.)

[0004]最も研究された半導体ナノ結晶材料の中に、カルコゲニドＩＩ〜ＶＩ材料及びＩＩＩ〜Ｖ材料がある。これらの半導体ナノ結晶材料における関心の主な理由は、可視領域全体にわたるそのサイズ調整可能な光ルミネセンス放出である。 [0004] Among the most studied semiconductor nanocrystal materials are chalcogenide II-VI and III-V materials. The main reason for interest in these semiconductor nanocrystalline materials is their size-tunable photoluminescence emission over the entire visible range.

[0005]上記を鑑み、ナノ結晶のさらなる用途を見出すことが望まれている。 [0005] In view of the above, it would be desirable to find additional uses for nanocrystals.

[0006]本発明は、詳細な説明を参照して、非限定的な実施例及び添付の図面と併せて考えるとよりよく理解される。 [0006] The present invention is better understood when considered in conjunction with the non-limiting examples and accompanying drawings with reference to the detailed description.

ＣｄＺｎＳｅナノ結晶を含む溶液に浸漬コーティングされたデンドロビウムホワイトフェアリーというランを示す図である。写真は、３０２／３４５ｎｍで励起されたＵＶランプの下でのランを示す。ランの花は、図１の左上の小さな写真に示されるその天然の白／紫色と比較して、溶液に浸漬された後は橙色に見える。FIG. 5 shows a run called Dendrobium White Fairy dip-coated in a solution containing CdZnSe nanocrystals. The picture shows a run under a UV lamp excited at 302/345 nm. Orchid flowers appear orange after being immersed in the solution, compared to their natural white / purple color shown in the small photo at the top left of FIG. 左上は、オクタデセンに溶解したＣｄＺｎＳｅナノ結晶を含む溶液を入れたバイアル瓶を示す写真である。右上は、植物の茎からのＣｄＺｎＳｅナノ結晶取込み前の白色の状態のラン、デンドロビウムホワイトフェアリーを示す写真である。下は、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶の取込み後、３０２／３４５ｎｍで励起されたＵＶランプで照らされたランを示す写真である。着色されたランは、図１に示されるランと同じ色、すなわち橙色である。The upper left is a photograph showing a vial containing a solution containing CdZnSe nanocrystals dissolved in octadecene. The upper right is a photograph showing a white orchid, Dendrobium white fairy, before taking up CdZnSe nanocrystals from the stem of the plant. Below is a photograph showing a run illuminated with a UV lamp excited at 302/345 nm after incorporation of CdZnSe nanocrystals. The colored run is the same color as the run shown in FIG. 1, ie orange. 左上は、フルオレセインを含む水溶液を入れたバイアル瓶を示す写真である。右上は、植物の根からのフルオレセイン取込み前の白色の状態のラン、デンドロビウムホワイトフェアリーを示す写真である。下は、フルオレセインの取込み後、３０２／３４５ｎｍで励起されたＵＶランプで照らされたランを示す写真である。着色されたランは緑色に見え、葉脈又は葉脈網とも呼ばれる維管束において色が濃縮している。The upper left is a photograph showing a vial containing an aqueous solution containing fluorescein. The upper right is a photograph showing a white orchid, Dendrobium white fairy, before fluorescein uptake from the roots of the plant. Below is a photograph showing a run illuminated with a UV lamp excited at 302/345 nm after uptake of fluorescein. Colored orchids appear green and are concentrated in vascular bundles, also called leaf veins or vein networks. 図４ａは、フルオレセイン及びＣｄＺｎＳｅナノ結晶の取込み後の、多色のデンドロビウムホワイトフェアリーを示す写真である。図４ａでは、子房領域に、また花弁及び萼片の基部に若干、ナノ結晶の橙色が見られるが、葉脈はフルオレセインの蛍光光源において緑色に見える。図４ｂは、茎の横断面図を示す写真である。図４ｂは、３２チャンネル／３２色範囲に基づいた実際のカラー画像である。切断された茎の中心を囲む６つのグレードット（図４ｃにより明瞭に示されている）は、フルオレセインの蛍光光源において緑色に見えるが、周囲の部分はＣｄＺｎＳｅナノ結晶からの発光により橙色に見える。図４ｃは、同じ茎の断面を示すが、フィルタを使用した写真であり、フルオレセインが発した光のみを示している（ｃ）。図４ｄは、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶が放出した光のみを示す写真である。FIG. 4a is a photograph showing a multicolored Dendrobium white fairy after incorporation of fluorescein and CdZnSe nanocrystals. In FIG. 4a, a nanocrystalline orange color is seen in the ovary region and slightly at the base of the petals and sepals, but the veins appear green in the fluorescein fluorescent light source. FIG. 4b is a photograph showing a cross-sectional view of the stem. FIG. 4b is an actual color image based on a 32 channel / 32 color range. Six gradets surrounding the center of the cut stem (shown clearly in FIG. 4c) appear green in the fluorescent light source of fluorescein, but the surrounding parts appear orange due to the emission from the CdZnSe nanocrystals. FIG. 4c shows a cross section of the same stem, but with a photograph using a filter, showing only the light emitted by fluorescein (c). FIG. 4d is a photograph showing only light emitted by CdZnSe nanocrystals.

詳細な説明Detailed description

[0011]第１の態様において、本発明は、少なくとも１種類のナノ結晶（量子ドット）を含む又は組み込む植物に関する。半導体ナノ結晶材料を含む又は組み込む植物は、植物を着色するために使用されるナノ結晶（量子ドット）に依存して、特定波長の光を発する。 [0011] In a first aspect, the present invention relates to a plant comprising or incorporating at least one nanocrystal (quantum dot). Plants that contain or incorporate semiconductor nanocrystalline materials emit light of a specific wavelength, depending on the nanocrystals (quantum dots) used to color the plants.

[0012]「植物」という用語は、その細胞が細胞核（二重核膜及びいくつかの染色体を含む）に加えて色素体も含む生物を含む。色素体は、葉緑体の形態で存在するか、又は好適な条件下でそれらに発達することができる。緑色植物は、動物及び他のすべての従属栄養生物とは対照的に、光栄養性である。本発明において使用される植物という用語は、時折植物に添加されることもあるシアノバクテリア等の単細胞生物、又は単細胞を含むことは考慮されない。植物に関する本発明はまた、苔、地衣類及び菌を含まず、菌は色素体を有さないにもかかわらず時折植物に区分されることもある。 [0012] The term "plant" includes organisms whose cells also contain plastids in addition to the cell nucleus (including the binuclear membrane and several chromosomes). The plastids can exist in the form of chloroplasts or develop into them under suitable conditions. Green plants are phototrophic in contrast to animals and all other heterotrophs. The term plant as used in the present invention is not considered to include unicellular organisms such as cyanobacteria, or unicellular cells that are sometimes added to plants. The present invention relating to plants also does not include moss, lichens and fungi, and the fungi are sometimes classified as plants despite having no plastids.

[0013]本発明の別の態様において、ナノ結晶はまた、乾燥植物又は人工植物の中又はその上に備えられることが可能である。これは、本明細書において使用される植物という用語が、生きた植物だけを示すのではなく、生きていない、又は死んだ植物をも示し得ることを意味する。これらの植物は、乾燥植物だけでなく人工植物も含む。乾燥植物は、以下にさらに示される植物又は同じく以下にさらに特定されるその一部から選択することができる。人工植物は、一般に装飾目的で使用され、ポリマー若しくはポリマー混合物、紙若しくは板（積層若しくは非積層板）、金属箔、又は前記材料の混合物から作製することができる。人工植物は、以下に列挙される植物のうちの１つの複製であってもよく、又は天然にはその形態で存在しない、新たに創作された新たな形態の植物であってもよい。 [0013] In another aspect of the invention, the nanocrystals can also be provided in or on a dry or artificial plant. This means that the term plant as used herein may refer not only to live plants, but also to plants that are not alive or dead. These plants include not only dry plants but also artificial plants. The dry plant can be selected from the plants further indicated below or parts thereof also specified further below. Artificial plants are generally used for decorative purposes and can be made from a polymer or polymer mixture, paper or board (laminated or non-laminated board), metal foil, or a mixture of said materials. An artificial plant may be a replica of one of the plants listed below, or may be a newly created new form of plant that does not exist in that form in nature.

[0014]人工植物は、シルク；例えばレーヨン、シルケット綿、ポリエステル若しくはこれらの材料のブレンド若しくはレーヨンとシルクのブレンド等から作製された人工シルク；ポリマー改質シルク、例えばコラーゲン改質シルク；ポリマー改質綿、例えばシルケット綿；又は無加工ポリマー、例えばナイロン、ポリアミド若しくはポリエステルから作製することができる。 [0014] Artificial plants are silk; for example, artificial silk made from rayon, mercerized cotton, polyester or blends of these materials or blends of rayon and silk; polymer-modified silk, such as collagen-modified silk; It can be made from cotton, such as mercerized cotton; or a raw polymer, such as nylon, polyamide or polyester.

[0015]植物は、外面に多数発達し得るいくつかの器官を備える。そのような器官には、根、葉、及び花が含まれる。本発明の一態様において、ナノ結晶は、植物の空中部分、すなわち、茎、枝、花及び葉等、植物が成長している地面から上にある植物の部分に備えられるか又は組み込まれる。一実施例において、この空中部分は、植物の花（複数可）又は葉（複数可）を指す。 [0015] Plants comprise several organs that can develop in large numbers on the outer surface. Such organs include roots, leaves, and flowers. In one aspect of the invention, the nanocrystals are provided or incorporated in the aerial parts of the plant, ie, the parts of the plant that are above the ground on which the plant is growing, such as stems, branches, flowers and leaves. In one embodiment, the aerial portion refers to the plant flower (s) or leaf (s).

[0016]一実施例において、本発明の植物は、顕花植物、すなわち、少なくともその一生のある特定の段階で花を咲かす又は開花を迎える植物である。「顕花植物」という語句は、一般に、根、茎、葉、及び高度に発達した通道組織（木部及び師部）を有する、被子植物（マグノリオフィタ門）の２５０，０００を超える種のいずれかを指す。それらは多くの場合、花の中の閉じた房（子房）内における種子の発生により裸子植物と区別されるが、この識別は常に明確なわけではない。被子植物門は、単子葉植物と双子葉植物の２つの網からなる。単子葉植物は、３つの花部、茎に分散した道束、及び通常は葉に卓越した平行脈があり、形成層を有さない。双子葉植物は、４つ又は５つの花部、円筒状に配された道束、葉に網状脈パターンがあり、形成層を有する。顕花植物は、習性、サイズ、及び形態において非常に大きな多様性を示しており、南極大陸を含めてどの大陸上にも３００を超える科が生育している。顕花植物は、ほとんどどの生育環境にも適応している。大部分は、どの花にも存在する特殊な生殖器官を介して種子により有性生殖を行う。 [0016] In one embodiment, the plant of the present invention is a flowering plant, that is, a plant that blooms or reaches flowering at a certain stage of its lifetime. The term “flowering plant” generally refers to any of over 250,000 species of angiosperms (Magnoriophyta) that have roots, stems, leaves, and highly developed passage tissues (xylem and phloem). Point to. They are often distinguished from gymnosperms by seed development in closed bunches (ovicles) in flowers, but this distinction is not always clear. Angiosperms are composed of two nets: monocotyledonous plants and dicotyledonous plants. Monocotyledonous plants have three flower parts, road bundles dispersed in the stem, and usually parallel veins in the leaves and no formation layer. Dicotyledonous plants have 4 or 5 flower parts, a path bundle arranged in a cylindrical shape, a reticulated vein pattern on a leaf, and a formation layer. Flowering plants show a great diversity in habits, sizes, and forms, with over 300 families growing on every continent, including Antarctica. Flowering plants are adapted to almost any growing environment. Most are sexually reproduced by seeds through the special reproductive organs present in every flower.

[0017]本発明の一態様において、顕花植物は、バラ科、アジサイ科、ラン科、アジサイ科、ヒヤシンス科、シュウカイドウ科、例えばラベンダー属を含むシソ科、例えばダリア及びガーベラ属を含むキク科、例えばゼラニウム属を含むフクロソウ科、例えばペチュニア属を含むナス科、例えばチューリップ属を含むユリ科、例えばサクラソウ及びシクラメンを含むサクラソウ科、アカバナ科、スミレ科、イワタバコ科、例えばハイビスカス属を含むアオイ科、パイナップル科、例えばアンスリウム属を含むサトイモ科、例えばツツジ属（アザレアを含む）を含むツツジ科、例えばツバキ属を含むツバキ科、又は例えばブーゲンビリア属を含むオシロイバナ科からの植物を含むが、これらに限定されない。 [0017] In one aspect of the present invention, the flowering plant is a rose family, hydrangea family, orchidaceae family, hydrangeaceae family, hyacinth family, eucalyptaceae family, for example, Lamiaceae family including Lavender genus, such as Dahlia and Gerbera family. , For example, an asteraceae including a geranium genus, for example a solanaceae including a petunia genus, for example a lily family including a tulip genus, for example a primrose family including primroses and cyclamen, a redaceae family, a violet family, a mallow family including a hibiscus family Including plants from the pineapple family, for example, the taro family including the genus Anthurium, for example, the azalea family including the azalea (including azalea), for example the camellia family including the camellia, or the ostriaceae family including, for example, the genus Bougainvillea. It is not limited.

[0018]一実施例において、植物は、バラ、ラン、アジサイ、ヒヤシンス、ベゴニア、ラベンダー、ダリア、ゼラニウム、ペチュニア、チューリップ、ユリ、サクラソウ、スミレ、ガーベラ、グロキシニア、ハイビスカス、アナナス、シクラメン、アンスリウム、アザレア、ブーゲンビリア、又はツバキを含むが、これらに限定されない。 [0018] In one embodiment, the plant is rose, orchid, hydrangea, hyacinth, begonia, lavender, dahlia, geranium, petunia, tulip, lily, primrose, violet, gerbera, gloxinia, hibiscus, bromeliad, cyclamen, anthurium, azalea , Bougainvillea or camellia, but not limited to.

[0019]ラン科は、チドリソウ亜科（Ｏｒｃｈｉｄｏｉｄｅａｅ）、セッコク亜科（Ｅｐｉｄｅｎｄｒｏｉｄｅａｅ）、バニラ亜科（Ｖａｎｉｌｌｏｉｄｅａｅ）、アツモリソウ亜科（Ｃｙｐｒｉｐｅｄｉｏｉｄｅａｅ）、及びヤクシマラン亜科（Ａｐｏｓｔａｓｉｏｉｄｅａｅ）を含む。アツモリソウ亜科（Ｃｙｐｒｉｐｅｄｉｏｉｄｅａｅ）は、例えば、アツモリソウ連（Ｃｙｐｒｉｐｅｄｉｅａｅ）、メキシペディウム連（Ｍｅｘｉｐｅｄｉｅａｅ）、フラグミペディウム連（Ｐｈｒａｇｍｉｐｅｄｉｅａｅ）、及びセレニペディウム連（Ｓｅｌｅｎｉｐｅｄｉｅａｅ）を含む。セッコク亜科（Ｅｐｉｄｅｎｄｒｏｉｄｅａｅ）は、例えば、アレサス連（Ａｒｅｔｈｕｓｅａｅ）、カリプソ連（Ｃａｌｙｐｓｏｅａｅ）、クリプタレナ連（Ｃｒｙｐｔａｒｒｈｅｎｅａｅ）、セロジネ連（Ｃｏｅｌｏｇｙｎｅａｅ）、エピデンドラム連（Ｅｐｉｄｅｎｄｒｅａｅ）、エピポギウム連（Ｅｐｉｐｏｇｉｅａｅ）、ガストロディア連（Ｇａｓｔｒｏｄｉｅａｅ）、マラキス連（Ｍａｌａｘｉｄｅａｅ）、ネオッティ連（Ｎｅｏｔｔｉｅａｅ）、ポドチラス連（Ｐｏｄｏｃｈｉｌａｅａｅ）、トロピディア連（Ｔｒｏｐｉｄｉｅａｅ）及びクセロルキス連（Ｘｅｒｏｒｃｈｉｄｅａｅ）を含む。バニラ亜科（Ｖａｎｉｌｌｏｉｄｅａｅ）は、例えば、ポゴニア連（Ｐｏｇｏｎｉｉｎａｅ）及びバニラ連（Ｖａｎｉｌｌｅａｅ）を含む。チドリソウ亜科（Ｏｒｃｈｉｄｏｉｄｅａｅ）は、例えば、ディセラトステレ連（Ｄｉｃｅｒａｔｏｓｔｅｌｅａｅ）、コドノルキス連（Ｃｏｄｏｎｏｒｃｈｉｄｅａｅ）、クラニチス連（Ｃｒａｎｉｃｈｉｄｅａｅ）、ディサ連（Ｄｉｓｅａｅ）、ディウリス連（Ｄｉｕｒｉｄｅａｅ）及びオルキス連（Ｏｒｃｈｉｄｅａｅ）を含む。 [0019] Orchidaceae include the Orchidoidae, Epidendroideae, Vanillideae, Cypripedioidee, and Adeosteo. Cypripedioidea includes, for example, Cypripediae, Mexipediae, Phragmipediae, and Selenipedium ed. Epidendroideae are, for example, Arethuseae, Calypsoeae, Cryptrenaline, Cologneea, Epidendrea Including Gastrodiae, Malaxideae, Neottiere, Podochillaae, Tropidieae and Xerorchideae. Vanillaideae includes, for example, Pogoniae and Vanillaae. The subfamily Orchidideae includes, for example, the Diceratosteele, the Codonorchidee, the Cranichideae, the Disaee, the Diuridee and the Diuridee.

[0020]セッコク亜科（Ｅｐｉｄｅｎｄｒｏｉｄｅａｅ）のポドチラス連（Ｐｏｄｉｃｈｉｌｅａｅ）は、例えば、カデチア属（Ｃａｄｅｔｉａ）、デンドロビウム属（Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ）、ディプロカウロビウム属（Ｄｉｐｌｏｃａｕｌｏｂｉｕｍ）、エピゲネイウム属（Ｅｐｉｇｅｎｅｉｕｍ）、フリキンゲリア属（Ｆｌｉｃｋｉｎｇｅｒｉａ）、及びプセウデリア属（Ｐｓｅｕｄｅｒｉａ）等を含むデンドロビウム亜連（Ｄｅｎｄｒｏｂｉｉｎａａ）を含む。例えば、本発明の実施例において使用されるラン植物の一つ「デンドロビウムホワイトフェアリー」は、デンドロビウム属（Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ）に属する。 [0020] The Podichileae of the Epidendideae are, for example, the genus Cadetia, the Dendrobium, the Diplocaurobium, the Epigenium erum ), And Dendrobinia including Pseuderia and the like. For example, one of the orchid plants “Dendrobium white fairy” used in the examples of the present invention belongs to the genus Dendrobium.

[0021]本発明において使用されるナノ結晶の種類は、３成分以上の系を含む半導体物質又は磁性酸化物、例えば金属フェライトを含むか、又はこれらからなることができる。これらのナノ結晶（量子ドット）の発光は、組成及び／又はサイズにより調整可能である。 [0021] The types of nanocrystals used in the present invention can comprise or consist of a semiconductor material or magnetic oxide, such as a metal ferrite, including a three or more component system. The light emission of these nanocrystals (quantum dots) can be adjusted by composition and / or size.

[0022]植物の着色に使用される少なくとも１種類のナノ結晶は、
化学式ＭｅＡｌ_２Ｏ_４：Ｒｅ若しくはＭｅ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒの希土類金属ドープ金属酸化物、又は
化学式Ｍ１Ａ若しくはＭ１Ｏの２成分ナノ結晶、又は
化学式Ｍ１Ｍ２Ａ若しくはＭ１ＡＢ若しくはＭ１Ｍ２Ｏの３成分ナノ結晶、又は
化学式Ｍ１Ｍ２ＡＢの４成分ナノ結晶
を含み得るがこれらに限定されず、２成分、３成分及び４成分ナノ結晶のＭ１及びＭ２は、独立して、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族及び第ＶＩＩＩ族のうちの１つ等の金属であり、Ａ及びＢは、存在する場合、互いに独立して、ＰＳＥの第ＶＩ族又は第Ｖ族から等の元素であり、
希土類金属ドープ金属酸化物のＭｅは、例えばＣａ、Ｓｒ又はＢａを含むことができ、
希土類金属ドープ金属酸化物のＲｅは、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｅｕ又はＴｍを含み得る少なくとも１種の元素である。 [0022] At least one nanocrystal used for plant coloring is:
Rare earth metal-doped metal oxide of formula MeAl ₂ O ₄ : Re or Me ₄ Al ₁₄ O ₂₅ : R, or two-component nanocrystal of formula M1A or M1O, or three-component nanocrystal of formula M1M2A or M1AB or M1M2O, or formula M1M2AB quaternary nanocrystals may be included, but are not limited to, M1, and M2 of the ternary, ternary and quaternary nanocrystals are independently Group II, Group III, Group IV of PSE and A metal such as one of Group VIII, and A and B, if present, are independently of each other an element such as from Group VI or Group V of PSE;
Me of the rare earth metal doped metal oxide can include, for example, Ca, Sr or Ba,
Re in the rare earth metal-doped metal oxide is at least one element that may contain Tb, Dy, Nd, Eu, or Tm.

[0023]希土類金属ドープ金属酸化物は、当技術分野において知られており、例えば、米国特許第６，２６４，８５５号明細書、ＪＰＨ９−１４３，４６３、ＪＰ２５４３８５２、ＪＰ２６９７７３３、ＪＰ２６９７６８８、ＪＰＨ１０−２７３６５４、ＪＰ２９２９１６２に詳細に記載されている。簡潔には、上述のもの等の希土類金属ドープ金属酸化物は、耐水性であってもよく、例えば、出発材料としての発光顔料の、ｐＨ３以下の条件下での酸又は酸生成化合物であってもよい少なくとも１種の酸性化合物を用いた酸処理、続いて、ｐＨ４〜９の条件下でのアルカリ又はアルカリ生成化合物であってもよい少なくとも１種のアルカリ性化合物を用いたアルカリ処理により、調製することができる。 [0023] Rare earth metal doped metal oxides are known in the art, for example, US Pat. No. 6,264,855, JP H9-143,463, JP 2543852, JP 2697733, JP 2697688, JP H10-273654, JP 2929162. Briefly, rare earth metal doped metal oxides such as those described above may be water resistant, for example, acid or acid generating compounds of luminescent pigments as starting materials under conditions of pH 3 and below. Prepared by acid treatment with at least one acidic compound, followed by alkali treatment with at least one alkaline compound, which may be an alkali or alkali-generating compound under conditions of pH 4-9. be able to.

[0024]酸処理の対象としての発光顔料は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎ等の少なくとも１種の元素、並びにＢ、Ａｌ、Ｐ又はＧａ等の少なくとも１種の元素を含む酸化物マトリックスが、少なくとも１種の希土類金属元素でドープされている発光顔料であれば、いかなる種類であってもよい。ドープされる希土類元素の量は、特に制限されないが、発光顔料の総量に対して０．０００１重量％から３０重量％、又は、一実施例においては０．１重量％から１０重量％で十分である。
発光顔料の例には、一般式ＭｅＡｌ_２Ｏ_４：Ｒｅ又はＭｅ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒの化合物が含まれる。この式において、Ｍｅは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａであってもよく；希土類金属ドープ金属酸化物のＲｅは、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｅｕ及びＴｍ等の少なくとも１種の元素である。そのような希土類金属ドープ金属酸化物の製造は、例えば米国特許第６，２６４，８５５号明細書に詳細に記載されている。 [0024] Luminescent pigment as an object of acid treatment is an oxide matrix containing at least one element such as Mg, Ca, Sr, Ba and Zn, and at least one element such as B, Al, P or Ga Can be of any kind as long as it is a luminescent pigment doped with at least one rare earth metal element. The amount of the rare earth element to be doped is not particularly limited, but 0.0001% to 30% by weight or, in one embodiment, 0.1% to 10% by weight is sufficient based on the total amount of the luminescent pigment. is there.
Examples of luminescent pigments include compounds of the general formula MeAl ₂ O ₄ : Re or Me ₄ Al ₁₄ O ₂₅ : R. In this formula, Me may be Ca, Sr and Ba; Re of the rare earth metal doped metal oxide is at least one element such as Tb, Dy, Nd, Eu and Tm. The preparation of such rare earth metal doped metal oxides is described in detail, for example, in US Pat. No. 6,264,855.

[0025]化学式Ｍ１Ａ又はＭ１Ｏの２成分ナノ結晶の例は、当技術分野において知られている。この式におけるＭ１は、旧ＩＵＰＡＣ方式に従う元素の周期律（ＰＳＥ）の第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第ＶＩＩ族又は第ＶＩＩＩ族の金属であってもよい。新ＩＵＰＡＣ方式によれば、対応する族（括弧内は旧方式）は、第２族／第１２族（第ＩＩ族）、第１３族（第ＩＩＩ族）、第１４族（第ＩＶ族）、第７族（第ＶＩＩ族）である。第ＩＩ族の好適な例は、（新ＩＵＰＡＣ方式の第１２族である）Ｃｄ、Ｚｎ、並びに（新ＩＵＰＡＣ方式の第２族である）Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、及びＢａである。第ＩＩＩ族の好適な例は、（新ＩＵＰＡＣ方式の第１３族である）Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎである。第ＩＶ族の好適な元素の２つの実例は、（新ＩＵＰＡＣ方式の第１４族である）Ｐｂ及びＳｎである。第ＶＩＩ族の好適な元素の実例は、（新ＩＵＰＡＣ方式の第７族である）Ｍｎである。第ＶＩＩＩ族の元素の好適な例は、（新ＩＵＰＡＣ方式の第８族である）Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＩｒである。本発明の一実施例において、Ｐｂ及びＣｄは、２成分ナノ結晶の製造への使用から除外される。 [0025] Examples of binary nanocrystals of formula M1A or M1O are known in the art. M1 in this formula may be a metal of Group II, Group III, Group IV, Group VII or Group VIII of the Periodic Rule of Elements (PSE) according to the old IUPAC system. According to the new IUPAC method, the corresponding group (the old method in parentheses) is Group 2 / Group 12 (Group II), Group 13 (Group III), Group 14 (Group IV), Group 7 (Group VII). Preferred examples of Group II are Cd, Zn (which is Group 12 of the new IUPAC system), and Mg, Sr, Ca, and Ba (which are Group 2 of the new IUPAC system). Preferred examples of Group III are Al, Ga, and In (which are Group 13 of the new IUPAC system). Two examples of suitable Group IV elements are Pb and Sn (which are Group 14 of the new IUPAC system). An example of a suitable Group VII element is Mn (which is Group 7 of the new IUPAC system). Suitable examples of Group VIII elements are Fe, Co, Ni, and Ir (which are Group 8 of the new IUPAC system). In one embodiment of the invention, Pb and Cd are excluded from use in the production of binary nanocrystals.

[0026]一般に、Ｍ１、又は該当する場合はＭ１及びＭ２のそれぞれは、例えば、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、若しくはＢａ等の第ＩＩ族、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎ等の第ＩＩＩ族、Ｐｂ、Ｓｎ等の第ＩＶ族、Ｍｎ等の第ＶＩＩ族、又は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ若しくはＩｒ等の第ＶＩＩＩ族であってもよい。 [0026] Generally, M1, or each of M1 and M2 if applicable, is a Group II such as Cd, Zn, Mg, Sr, Ca, or Ba, and a Group III such as Al, Ga, and In, for example. , Pb, Sn and the like, Group VII such as Mn, or Fe, Co, Ni or Ir.

[0027]上記式中のＡは、カルコゲン又はニクトゲン、すなわち旧来のＩＵＰＡＣ命名法に従うＰＳＥの第ＶＩ族若しくは第Ｖ族、又は新ＩＵＰＡＣ命名法に従う第１６族若しくは第１５族の元素であってもよい。この場合、そのような２成分ナノ結晶の製造のための反応混合物は、金属Ｍ１を含有する金属前駆体及び元素Ａを含むことができる。金属前駆体は、ナノ結晶の形成において対応する金属を提供する塩を含むことができる。例えば、それは対応する金属の無機塩（例えば炭酸塩）又は有機塩（例えば酢酸塩、ステアリン酸塩若しくはオレイン酸塩）であってもよい。そのような２成分ナノ結晶系の製造に２種の金属又は金属前駆体、例えばカドミウム及び亜鉛又はそれらの酸化物が使用される場合、２種の金属／前駆体は、任意の所望の比で存在する。 [0027] A in the above formula may be a chalcogen or nickogen, ie an element of group VI or V of PSE according to the old IUPAC nomenclature, or a group 16 or 15 according to the new IUPAC nomenclature. Good. In this case, the reaction mixture for the production of such a two-component nanocrystal can comprise a metal precursor containing the metal M1 and the element A. The metal precursor can include a salt that provides the corresponding metal in the formation of the nanocrystal. For example, it may be an inorganic salt (eg carbonate) or an organic salt (eg acetate, stearate or oleate) of the corresponding metal. When two metals or metal precursors, such as cadmium and zinc or their oxides, are used in the manufacture of such a two-component nanocrystal system, the two metals / precursors can be in any desired ratio. Exists.

[0028]元素Ａ、及び該当する場合には元素Ｂは、ＰＳＥの第ＶＩ族、例えばＳ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏから、又はＰＳＥの第Ｖ族、例えばＰ、Ｂｉ若しくはＡｓから独立して選択され得る。 [0028] Element A, and element B if applicable, is independently selected from Group VI of PSE, such as S, Se, Te, O, or Group V of PSE, such as P, Bi, or As Can be done.

[0029]そのような２成分ナノ結晶の製造に使用される金属前駆体は、オレイン酸金属であってもよい。そのようなオレイン酸金属は、オレイン酸カドミウム、オレイン酸カドミウム亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸カドミウム鉛、オレイン酸マグネシウム第一鉄、オレイン酸マンガン第一鉄、オレイン酸カルシウム第一鉄、オレイン酸亜鉛第一鉄、オレイン酸ストロンチウム第一鉄、オレイン酸コバルト第一鉄、又はオレイン酸ニッケル第一鉄を含み得るが、これらに限定されない。 [0029] The metal precursor used in the manufacture of such two-component nanocrystals may be a metal oleate. Such metal oleates include: cadmium oleate, cadmium zinc oleate, lead oleate, manganese oleate, magnesium oleate, lead cadmium oleate, magnesium ferrous oleate, ferrous manganese oleate, oleic acid Can include, but is not limited to, calcium ferrous, zinc ferrous oleate, strontium ferrous oleate, cobalt ferrous oleate, or nickel ferrous oleate.

[0030]２成分ナノ結晶の例は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、ＳｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、又はＺｎＴｅを含むが、これらに限定されない。一般式Ｍ１Ｏの２成分ナノ結晶は、例えば、式ＣｄＯ、ＰｂＯ、ＭｎＯ、ＣｏＯ、ＺｎＯ、又はＦｅＯの結晶であってもよい。この説明において、Ｍ１Ａ及びＭ１Ｏという表現は、このナノ結晶が２成分である、すなわちそれらが２種の元素を含むことを例示するものであるに過ぎないことに留意されたい。Ｍ１Ａ及びＭ１Ａという表現は、（例として２つのみを挙げると、ＣｄＳｅ又はＣｄＯの場合には、化学量を表現し得るとしても）必ずしもナノ結晶の化学量を表現するものではなく、化学量ＭＯ_２（例えばＭｎＯ_２）、Ｍ_２Ｏ_３（例えばＡｌ_２Ｏ_３）、又はＭ_３Ｏ_４（例えばＦｅ_３Ｏ_４）のナノ結晶もまた含み得る。 [0030] Examples of two-component nanocrystals include, but are not limited to, CdSe, CdTe, CdS, PbSe, PbTe, PbS, SnSe, ZnS, ZnSe, or ZnTe. The two-component nanocrystal of general formula M1O may be, for example, a crystal of the formula CdO, PbO, MnO, CoO, ZnO, or FeO. In this description, it should be noted that the expressions M1A and M1O merely illustrate that the nanocrystal is two-component, i.e., they contain two elements. The expressions M1A and M1A do not necessarily represent the stoichiometry of the nanocrystals (even if only two can be expressed, in the case of CdSe or CdO, the stoichiometry). ₂ (eg, MnO ₂ ), M ₂ O ₃ (eg, Al ₂ O ₃ ), or M ₃ O ₄ (eg, Fe ₃ O ₄ ) nanocrystals may also be included.

[0031]いくつかの研究では、サイズ調整可能なより低いバンドギャップのコア粒子を、より高いバンドギャップの無機材料シェルでキャッピングすることにより、ナノ結晶の改善されたルミネセンスを達成し得ることが示されている。例えば、ＺｎＳ層で不動態化されたＣｄＳｅ量子ドットは、室温で強いルミネセンスを示し、その発光波長は、粒径を変化させることにより青から赤に調整することができる。さらに、ＺｎＳキャッピング層は、表面の非発光性再結合部位を不動態化し、ナノ結晶（量子ドット）のより大きな安定性をもたらす。（Ｄａｂｂｏｕｓｉら、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ１０１、９４６３〜７５頁、１９９７年。Ｋｏｒｔａｎら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１２、１３２７〜１３３２頁、１９９０年。） [0031] In some studies, improved luminescence of nanocrystals can be achieved by capping a tunable lower bandgap core particle with a higher bandgap inorganic material shell. It is shown. For example, a CdSe quantum dot passivated with a ZnS layer exhibits strong luminescence at room temperature, and its emission wavelength can be adjusted from blue to red by changing the particle size. Furthermore, the ZnS capping layer passivates non-luminous recombination sites on the surface, resulting in greater stability of the nanocrystal (quantum dot). (Dabbousi et al., J. Phys. Chem. B101, 9463-75, 1997. Kortan et al., J. Am. Chem. Soc. 112, 1327-1332, 1990.)

[0032]３成分ナノ結晶は、一般式Ｍ１Ｍ２Ａの結晶であり得る。この式において、Ｍ１及びＭ２は、独立して、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第ＶＩＩ族又は第ＶＩＩＩ族の金属であってもよい。Ａは、ＰＳＥの第ＶＩ族又は第Ｖ族からの元素であってもよい。他の実施例において、３成分ナノ結晶は、一般式Ｍ１ＡＢを有し得る。この式において、Ｍ１は、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第ＶＩＩ族又は第ＶＩＩＩ族の金属であってもよい。Ａ及びＢは、独立して、ＰＳＥの第Ｖ族又は第ＶＩ族の元素であってもよい。さらに別の実施例において、本発明の方法に従い形成される３成分ナノ結晶は、一般式Ｍ１Ｍ２Ｏの結晶であり得る。Ｍ１及びＭ２は、独立して、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第ＶＩＩ族又は第ＶＩＩＩ族の金属であってもよい。Ｏは酸素である。３成分ナノ結晶は、いかなる構造のものであってもよい。例えば、コア／シェル構造等の層状構造のものであってもよく、或いは、例えば均一な組成又は徐々に若しくは無段階で変化する組成の、均質なものであってもよい。 [0032] The three-component nanocrystal can be a crystal of the general formula M1M2A. In this formula, M1 and M2 may independently be a Group II, Group III, Group IV, Group VII or Group VIII metal of PSE. A may be an element from Group VI or Group V of the PSE. In other examples, the ternary nanocrystal can have the general formula M1AB. In this formula, M1 may be a Group II, Group III, Group IV, Group VII or Group VIII metal of the PSE. A and B may independently be a Group V or Group VI element of PSE. In yet another embodiment, the ternary nanocrystal formed according to the method of the present invention can be a crystal of the general formula M1M2O. M1 and M2 may independently be a Group II, Group III, Group IV, Group VII or Group VIII metal of PSE. O is oxygen. The ternary nanocrystal may have any structure. For example, it may have a layered structure such as a core / shell structure, or may have a uniform composition, for example, a uniform composition or a composition that changes gradually or steplessly.

[0033]形成される４成分ナノ結晶は、一般式Ｍ１Ｍ２ＡＢの結晶であり得る。上に定義されるように、Ｍ１及びＭ２は、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族、第ＶＩＩ族又は第ＶＩＩＩ族の金属であってもよい。Ａ及びＢは、独立して、ＰＳＥの第Ｖ族又は第ＶＩ族の元素であってもよい。 [0033] The four-component nanocrystal formed may be a crystal of the general formula M1M2AB. As defined above, M1 and M2 may be a Group II, Group III, Group IV, Group VII or Group VIII metal of the PSE. A and B may independently be a Group V or Group VI element of PSE.

[0034]一般式Ｍ１Ｍ２Ａの３成分ナノ結晶の実例は、式ＺｎＣｄＳｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、及びＳｎＰｂＴｅの３成分ナノ結晶を含むが、これらに限定されない。一般式Ｍ１ＡＢの３成分ナノ結晶の実例は、式ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、及びＰｂＳＴｅのナノ結晶を含み得る。式Ｍ１Ｍ２Ｏの３成分ナノ結晶の実例は、一般式Ｍ１Ｍ２_２Ｏ_４、例えばフェライトＭｇＦｅ_２Ｏ_４、ＣａＦｅ_２Ｏ_４、ＳｒＦｅ_２Ｏ_４、ＺｎＦｅ_２Ｏ_４、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４、ＣｏＦｅ_２Ｏ_４、及びＭｎＦｅ_２Ｏ_４のナノ結晶を含み得る。この説明において、Ｍ１Ｍ２Ａ、Ｍ１ＡＢ、及びＭ１Ｍ２Ｏという表現もまた、これらのナノ結晶が３成分である、つまりそれらが３種の異なる元素を含むことを例示する役割を果たすに過ぎないことに留意されたい。したがって、いくつかの実施例においては偶然に、例えばＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ又はＭｇＦｅ_２Ｏ_４の実施形態において、一般式にナノ結晶の化学量を幾分正確に読み込むことができるが、Ｍ１Ｍ２Ａ、Ｍ１ＡＢ及びＭ１Ｍ２Ｏという表現からは、ナノ結晶の化学量に関しての結論を下すことはできない。したがって、上記一般式Ｍ１Ｍ２Ａ、Ｍ１ＡＢ、及びＭ１Ｍ２Ｏはまた、例えば化学量Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡ（例えばＣｄ_１−ｘＺｎ_ｘＳｅ）、Ｍ１_ｘＭ２_１−ｘＡ（例えば、Ｚｎ_ｘＣｄ_１−ｘＳｅ）、又はＭ１_ｘＡ_ｙＢ_１−ｙ（例えばＣｄＳｅ_ｙＳ_１−ｙ）、Ｍ１_ｘＡ_１−ｙＢ_ｙ（例えばＣｄＳｅ_１−ｙＳ_ｙ）又はＭ１_１−ｘＭ２_ｘＯ（例えばＭｇ_１−ｘＦｅ_ｘＯ）又はＭ１_ｘＭ２_１−ｘＯ（例えばＦｅ_ｘＭｎ_１−ｘＯ）のナノ結晶を含む。 [0034] Illustrative examples of ternary nanocrystals of the general formula M1M2A include, but are not limited to, ternary nanocrystals of the formula ZnCdSe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, SnPbS, SnPbSe, and SnPbTe. Examples of ternary nanocrystals of general formula M1AB may include nanocrystals of formula CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, and PbSTe. Examples of ternary nanocrystals of the formula M1M2O are the general formula M1M2 ₂ O ₄ , for example ferrite MgFe ₂ O ₄ , CaFe ₂ O ₄ , SrFe ₂ O ₄ , ZnFe ₂ O ₄ , NiFe ₂ O ₄ , CoFe ₂ O ₄ , And MnFe ₂ O ₄ nanocrystals. In this description, it should be noted that the expressions M1M2A, M1AB, and M1M2O also serve only to illustrate that these nanocrystals are ternary, that is, they contain three different elements. . Thus, by chance in some examples, for example in embodiments of CdZnSe, CdSeTe or MgFe ₂ O ₄ , the nanocrystal stoichiometry can be read somewhat more accurately in the general formula, but M1M2A, M1AB and M1M2O From the expression, we cannot conclude with respect to the stoichiometry of nanocrystals. Thus, the general formulas M1M2A, M1AB, and M1M2O also represent, for example, the stoichiometry M1 _1-x M2 _x A (eg Cd _1-x Zn _x Se), M1 _x M2 _1-x A (eg Zn _x Cd _{1- x} Se), or M1 _x A _y B _1-y (eg CdSe _y S _1-y ), M1 _x A _1-y B _y (eg CdSe _1-y S _y ) or M1 _1-x M2 _x O (eg Mg _{1 -x} Fe _x O) or M1 _x M2 _1-x O (eg, Fe _x Mn _1-x O) nanocrystals.

[0035]一般式Ｍ１Ｍ２ＡＢの４成分ナノ結晶の実例は、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅのナノ結晶を含み得る。この説明において、Ｍ１Ｍ２ＡＢという表現も、このナノ結晶が４成分である、すなわちそれらが４種の元素を含むことを例示するものであるに過ぎないことに留意されたい。Ｍ１Ｍ２ＡＢという表現は、（例として１つのみを挙げると、ＣｄＺｎＳｅＳの場合には、化学量を表現し得るとしても）必ずしもナノ結晶の化学量を表現するものではなく、化学量Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡ_ｙＢ_１−ｙ（例えばＣｄ１−ｘＺｎｘＳｅ_ｙＳ_１−ｙ）、又はＭ１_１−ｘＭ２_ｘＡ_１−ｙＢ_ｙ（例えばＣｄ_１−ｘＺｎｘＳｅ_１−ｙＳ_ｙ）のナノ結晶もまた含む。 [0035] Examples of quaternary nanocrystals of general formula M1M2AB may include CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, and HgZnSTe nanocrystals. In this description it should be noted that the expression M1M2AB also merely illustrates that the nanocrystals are quaternary, i.e. they contain four elements. The expression M1M2AB does not necessarily represent the stoichiometry of the nanocrystals (even if it can represent the stoichiometry in the case of CdZnSeS to name only one example), but the stoichiometry M1 _1-x M2 _x a _{_y} B _{_1-y} (e.g. _{_{Cd1-xZnxSe y S 1-y}} ), or _{_{_{M1 1-x M2 x a 1}}} -y B y ( e.g. _{_{Cd 1-x ZnxSe 1-y}} S y) also nanocrystals also Including.

[0036]均質な３成分（Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡ）又は４成分（Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡ_ｙＢ_１−ｙ）ナノ結晶の例は、例えば、Ｚｈｏｎｇら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ、２００３年１２５、８５９８〜８５９４頁、Ｚｈｏｎｇら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ、２００３年１２５、１３５５９〜１３５５３頁、又は国際特許出願国際公開第２００４／０５４９２３号パンフレットに記載されている。 [0036] Examples of homogeneous three-component (M1 _1-x M2 _x A) or four-component (M1 _1-x M2 _x A _y B _1-y ) nanocrystals are described, for example, in Zhong et al. Am. Chem. Soc, 2003 125, 8598-8594, Zhong et al., J. MoI. Am. Chem. Soc, 2003, 125, 13559-13553, or International Patent Application WO 2004/054923.

[0037]２成分、３成分、又は４成分ナノ結晶が使用されるかどうかにかかわらず、それらのナノ結晶は、任意の所望の構造であり得ることにさらに留意されたい。ナノ結晶は、例えば、層状構造、例えばコア／シェル構造若しくはコア−マントル−シェル構造のもの（Ｈｉｎｅｓ，Ｍ．Ａ．及びＧｕｙｏｔ−Ｓｉｏｎｎｅｓｔ，Ｐ．、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．（１９９６年）１００、４６８頁；Ｄａｂｂｏｕｓｉ，Ｂ．Ｏ．ら、ＪＰｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ（１９９７年）１０１、９４６３頁；Ｐｅｎｇ，Ｘ．ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（１９９７年）１１９、７０１９１６〜１８頁）、又は任意の合金構造（例えば米国特許第７，０５６，４７１号明細書を参照）、例えば合金勾配構造（Ｆｏｌｅｙ，Ｊ．ら、ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅＦｏｒｕｍ、第２２５〜２２７巻（１９９６年）３２３〜３２８頁）、若しくは、同時係属ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＳＧ２００８／０００２９０「ＰｒｏｃｅｓｓＯｆＦｏｒｍｉｎｇＡＣａｄｍｉｕｍＡｎｄＳｅｌｅｎｉｕｍＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＡｎｄＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＯｂｔａｉｎｅｄＴｈｅｒｅｆｒｏｍ」に記載のような、比較的薄い合金層で囲まれたコア及びシェルを有する「マントル構造」等のものであってもよい。 [0037] It is further noted that, regardless of whether two-component, three-component, or four-component nanocrystals are used, the nanocrystals can be of any desired structure. Nanocrystals are, for example, those of a layered structure such as a core / shell structure or a core-mantle-shell structure (Hines, MA and Guyot-Sionest, P., J. Phys. Chem. (1996) 100, 468; Dabbousi, BO, et al., J Phys. Chem. B (1997) 101, 9463; Peng, X., et al., J. Am. Chem. Soc. (1997) 119, 7019 16-18. Page), or any alloy structure (see, for example, US Pat. No. 7,056,471), such as an alloy gradient structure (Foley, J., et al., Materials Science Forum, 225-227 (1996) 323). ~ 328 pages), or co-pending PCT application PCT / SG2008 / 000290 Process Of Forming A Cadmium And Selenium Containing Nanocrystalline Composite And Nanocrystalline Composite Obtained Therefrom "as described, may be of such" mantle structure "having a core and a shell which is surrounded by a relatively thin alloy layer.

[0038]それらのナノ結晶は、
（ｉ）金属Ｍ１、元素Ａ、及び低沸点の非極性溶媒を含有する金属前駆体を含む均質な反応混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）該均質な反応混合物を、高圧下で、ナノ結晶の形成に好適な高温に上昇させるステップと
を含む方法を使用して製造することができる。 [0038] The nanocrystals are
(I) forming a homogeneous reaction mixture comprising a metal precursor comprising metal M1, element A, and a low boiling nonpolar solvent;
(Ii) the homogeneous reaction mixture can be produced using a method that includes, under high pressure, raising to a high temperature suitable for nanocrystal formation.

[0039]この方法において、低沸点の非極性溶媒は、大気圧下（１０１３ｍｂａｒ）で約１００℃又は８０℃未満の沸点を有する。そのような溶媒の例は、ヘキサン、クロロホルム、トルエン、ベンゼン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、ピリジン、四塩化炭素、二硫化炭素、ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、及びテトラヒドロフラン、並びにこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。 [0039] In this method, the low boiling nonpolar solvent has a boiling point of less than about 100 ° C or less than 80 ° C at atmospheric pressure (1013 mbar). Examples of such solvents include hexane, chloroform, toluene, benzene, heptane, cyclohexane, dichloromethane, pyridine, carbon tetrachloride, carbon disulfide, dioxane, diethyl ether, diisopropyl ether, and tetrahydrofuran, and mixtures thereof. However, it is not limited to these.

[0040]この方法において、有機カルボン酸、有機ホスフェート、有機ホスホン酸、有機ホスフィンオキシド、有機アミン又はこれらの混合物等の界面活性剤を添加することも可能である。そのようなナノ結晶の製造の例は、実施例２に示されている。 [0040] In this method, it is also possible to add surfactants such as organic carboxylic acids, organic phosphates, organic phosphonic acids, organic phosphine oxides, organic amines or mixtures thereof. An example of the production of such a nanocrystal is shown in Example 2.

[0041]水溶性ナノ結晶 [0041] Water-soluble nanocrystals

[0042]本発明の一実施例において、使用されるナノ結晶は水溶性である。水溶性ナノ結晶は当技術分野において知られており、例えば国際公開第２００６／１１８５４３号、国際公開第２００６／１１８５４２号及び国際公開第２００６／０７５９７４号パンフレットに記載されている。 [0042] In one embodiment of the present invention, the nanocrystals used are water soluble. Water-soluble nanocrystals are known in the art and are described, for example, in WO 2006/118543, WO 2006/118542 and WO 2006/075974.

[0043]また、ＰＣＴ刊行物国際公開第００／１７６５６号パンフレットは、ナノ結晶を水溶性とするために、それぞれ式ＳＨ（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨ及びＳＨ（ＣＨ_２）_ｎ−ＳＯ_３Ｈのカルボキシル酸又はスルホン酸化合物でキャッピングされた、コア−シェルナノ結晶を開示している。同様に、ＰＣＴ出願国際公開第００／２９６１７号パンフレット及び英国特許出願第２３４２６５１号明細書は、メルカプト酢酸又はメルカプト−ウンデカン酸等の有機酸がナノ結晶の表面に結合してそれらを水溶性とし、タンパク質又は核酸等の生体分子の接合に好適なものとすることを記載している。英国特許出願第２３４２６５１号明細書はまた、ナノ結晶の水溶性を付与すべきキャッピング材料としての、トリオクチルホスフィンの使用を記載している。 [0043] PCT publication WO 00/17656 also has the formulas SH (CH ₂ ) _n —COOH and SH (CH ₂ ) _n —SO ₃ H, respectively, to make the nanocrystals water soluble. Disclosed are core-shell nanocrystals capped with carboxylic acid or sulfonic acid compounds. Similarly, PCT Application WO 00/29617 and UK Patent Application No. 2342651 are attached to an organic acid, such as mercaptoacetic acid or mercapto-undecanoic acid, to render them water soluble, It describes that it is suitable for conjugation of biomolecules such as proteins or nucleic acids. British Patent Application No. 2342651 also describes the use of trioctylphosphine as a capping material to impart the water solubility of nanocrystals.

[0044]別の文献において、ＰＣＴ刊行物国際公開第００／２７３６５号パンフレットは、ナノ結晶の水溶化剤としてのジアミノカルボン酸又はアミノ酸の使用を報告している。ＰＣＴ刊行物国際公開第００／１７６５５号パンフレットは、親水性部分及び疎水性部分を有する可溶化剤の使用により水溶性となったナノ結晶を開示している。可溶化剤は疎水基を介してナノ結晶に結合し、一方カルボン酸又はメタクリル酸等の親水基は、水溶性を提供する。さらなるＰＣＴ出願（国際公開第０２／０７３１５５号パンフレット）において、水溶性半導体ナノ結晶が記載されており、様々な分子、例えばトリオクチルホスフィンオキシドヒドロキサメート、ヒドロキサム酸の誘導体、又はエチレンジアミン等の多座錯化剤等がナノ結晶の表面に直接結合してそれらを水溶性としている。これらのナノ結晶は、次いでＥＤＣを介してタンパク質に連結し得る。別の手法において、ＰＣＴ出願国際公開第００／５８７３１号パンフレットは、血球数の分析に使用されるナノ結晶を開示しており、約３，０００から約３，０００，０００の分子量を有するアミノ誘導多糖類がナノ結晶に連結されている。 [0044] In another document, PCT publication WO 00/27365 reports the use of diaminocarboxylic acids or amino acids as water-solubilizing agents for nanocrystals. PCT publication WO 00/17655 discloses nanocrystals rendered water-soluble by the use of solubilizers having hydrophilic and hydrophobic moieties. Solubilizers bind to the nanocrystals through hydrophobic groups, while hydrophilic groups such as carboxylic acid or methacrylic acid provide water solubility. In a further PCT application (WO 02/073155) water-soluble semiconductor nanocrystals are described, and various molecules such as trioctylphosphine oxide hydroxamate, derivatives of hydroxamic acid, or polydentate such as ethylenediamine. Complexing agents and the like are directly bonded to the surface of the nanocrystals to make them water-soluble. These nanocrystals can then be linked to the protein via EDC. In another approach, PCT application WO 00/58731 discloses nanocrystals used for blood count analysis, amino derivatives having a molecular weight of about 3,000 to about 3,000,000. The polysaccharide is linked to the nanocrystal.

[0045]米国特許第６，６９９，７２３号明細書は、ビオチン及びストレプトアビジン等の生体分子の発光性ナノ結晶プローブへの結合を促進する連結剤としてのシラン系化合物の使用を開示している。米国特許出願公開第２００４／００７２３７３Ａ１号明細書は、シラン系化合物を使用した生体分子標識化の方法を記載している。シラン連結ナノ粒子は、分子インプリンティングによりテンプレート分子に結合し、次いで重合化されてマトリックスを形成する。その後、テンプレート分子がマトリックスから除去される。テンプレート分子の除去によりマトリックス中に生成された空洞は、標識化に使用可能な特性を有する。 [0045] US Pat. No. 6,699,723 discloses the use of silane-based compounds as linking agents that promote the binding of biomolecules such as biotin and streptavidin to luminescent nanocrystal probes. . US Patent Application Publication No. 2004 / 0072373A1 describes a method of biomolecular labeling using silane-based compounds. Silane-linked nanoparticles bind to the template molecule by molecular imprinting and are then polymerized to form a matrix. Thereafter, the template molecules are removed from the matrix. The cavities created in the matrix by removal of the template molecules have properties that can be used for labeling.

[0046]最近、水溶性ナノ結晶を安定化するための合成ポリマーの使用が報告されている。米国特許出願公開第２００４／０１１５８１７Ａ１号明細書は、両親媒性ジブロックポリマーが、表面がトリオクチルホスフィン又はトリオクチルホスフィンオキシド等の物質でコーティングされたナノ結晶に、疎水性相互作用を介して非共有結合し得ることを記載している。同様に、Ｇａｏら（ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第２２巻、９６９〜９７６頁、２００４年８月）は、非共有結合性の疎水性相互作用を介して両親媒性トリブロックコポリマーでカプセル化された水溶性半導体ナノ結晶を開示している。 [0046] Recently, the use of synthetic polymers to stabilize water-soluble nanocrystals has been reported. U.S. Patent Application Publication No. 2004/0115817 A1 discloses that an amphiphilic diblock polymer is non-mediated through hydrophobic interactions on a nanocrystal whose surface is coated with a substance such as trioctylphosphine or trioctylphosphine oxide. It describes that it can be covalently bonded. Similarly, Gao et al. (Nature Biotechnology, Vol. 22, pages 969-976, August 2004) are water-soluble encapsulated with amphiphilic triblock copolymers via non-covalent hydrophobic interactions. Semiconductor nanocrystals are disclosed.

[0047]１．一実施例において、水溶性ナノ結晶を得るために、ナノ結晶の表面にキャッピング試薬が結合する。キャッピング試薬は、水溶性分子とホスト−ゲスト錯体を形成する。 [0047] In one example, a capping reagent is attached to the surface of the nanocrystal to obtain water soluble nanocrystals. The capping reagent forms a host-guest complex with the water-soluble molecule.

[0048]本明細書において、コアナノ結晶（の表面）に対する親和性を有する（末端）基を有するキャッピング試薬と表面を反応させることができるあらゆるナノ結晶を使用して、水溶性ナノ結晶を得ることができる。したがって、キャッピング試薬は、典型的にはナノ結晶の表面と共有結合を形成する。コア−シェルナノ結晶の場合、共有結合は通常、キャッピング試薬とナノ結晶のシェルとの間に形成される。国際公開第２００４／０５４９２３号パンフレットに記載のような均質な３成分又は４成分ナノ結晶が使用される場合、共有結合は、均質なコアの表面とキャッピング試薬との間に形成される。キャッピング試薬は、例えば、ホスト分子の内部空洞の疎水性（又は親水性）に依存して、実質的に親水性又は実質的に疎水性の性質のものであり得る。この点で、「（実質的に）疎水性の分子」という用語の意味には、親水性部分が分子（すなわちキャッピング試薬）の疎水性部分によるホスト−ゲスト錯体（ホスト分子は疎水性の内部空洞を有する）の形成に干渉しない限り、疎水性部分だけでなくそれらの親水性部分も備えることができる分子もまた含まれることに留意されたい。同様に、「（実質的に）親水性の分子」という用語は、疎水性部分が分子（すなわちキャッピング試薬）の親水性部分によるホスト−ゲスト錯体（ホスト分子は親水性の内部空洞を有する）の形成に干渉しない限り、親水性部分だけでなくそれらの疎水性部分も備えることができる分子もまた含むことに留意されたい。 [0048] As used herein, any nanocrystal capable of reacting a surface with a capping reagent having a (terminal) group having an affinity for (the surface of) the core nanocrystal is used to obtain a water-soluble nanocrystal Can do. Thus, the capping reagent typically forms a covalent bond with the surface of the nanocrystal. In the case of core-shell nanocrystals, a covalent bond is usually formed between the capping reagent and the nanocrystal shell. When homogeneous ternary or quaternary nanocrystals are used as described in WO 2004/054923, a covalent bond is formed between the surface of the homogeneous core and the capping reagent. The capping reagent can be of substantially hydrophilic or substantially hydrophobic nature, for example depending on the hydrophobicity (or hydrophilicity) of the internal cavity of the host molecule. In this regard, the meaning of the term “(substantially) hydrophobic molecule” includes a host-guest complex in which the hydrophilic portion is formed by the hydrophobic portion of the molecule (ie, the capping reagent). It should be noted that molecules that can comprise not only hydrophobic moieties but also their hydrophilic moieties as long as they do not interfere with the formation of Similarly, the term “(substantially) hydrophilic molecule” refers to a host-guest complex in which the hydrophobic portion is due to the hydrophilic portion of the molecule (ie, the capping reagent) (the host molecule has a hydrophilic internal cavity). Note that it also includes molecules that can comprise not only hydrophilic moieties but also their hydrophobic moieties as long as they do not interfere with formation.

[0049]一実施例において、「表面キャッピング」に使用されるキャッピング試薬は、式
Ｈ_ＡＸ−Ｙ−Ｚ
（式中、Ｘは、Ｓ、Ｎ、Ｐ、又はＯ＝Ｐから選択される末端基であり、Ａは、０から３までの整数であり、Ｙは、少なくとも３個の主鎖原子を有する部分であり、Ｚは、好適なホスト分子とともにホスト−ゲスト含有錯体を形成し得る疎水性終端基である）を有する。 [0049] In one example, the capping reagent used for "surface capping" is of the formula H _A XYZ
Wherein X is a terminal group selected from S, N, P, or O = P, A is an integer from 0 to 3, and Y has at least 3 main chain atoms. And Z is a hydrophobic end group capable of forming a host-guest containing complex with a suitable host molecule.

[0050]典型的には、キャッピング試薬のＹ部分は、３個から５０個の主鎖原子を含む。Ｙ部分は、この試薬に主に疎水性の特徴をもたらす任意の好適な部分を主として含み得る。Ｙに使用可能な好適な部分の例は、そのいくつかを挙げると、ＣＨ_２−基等のアルキル部分、シクロヘキシル基等のシクロアルキル部分、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２−基等のエーテル部分、又はベンゼン環若しくはナフタレン環等の芳香族部分を含む。Ｙ部分は、直鎖、分岐鎖であってもよく、また主鎖原子に置換を有していてもよい。Ｚは、いくつか例を挙げると、−ＣＨ_３基、フェニル基（−Ｃ_６Ｈ_５）、−ＳＨ基、ヒドロキシル基（ＯＨ）、酸性基（例えば、−ＳＯ_３Ｈ、ＰＯ_３Ｈ又は−ＣＯＯＨ）、塩基性基（例えば、ＮＨ_２又はＮＨＲ_１（式中、Ｒ＝ＣＨ_３若しくは−ＣＨ_２−ＣＨ_３である）、ハロゲン（−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−Ｆ）、−ＯＨ、−Ｃ≡ＣＨ、−ＣＨ＝Ｈ_２、トリメチルシリル基（−Ｓｉ（Ｍｅ）_３）、フェロセン基、或いはアダマンタン（ａｄａｍａｎｔｉｎｅ）基であってもよい。 [0050] Typically, the Y portion of the capping reagent comprises 3 to 50 main chain atoms. The Y moiety can primarily comprise any suitable moiety that provides the reagent with a predominantly hydrophobic character. Examples of suitable moieties that can be used for Y include alkyl moieties such as CH ₂ — groups, cycloalkyl moieties such as cyclohexyl groups, ether moieties such as —OCH ₂ CH ₂ — groups, or benzene, to name a few. Includes aromatic moieties such as rings or naphthalene rings. The Y portion may be linear or branched, and may have substitution on the main chain atom. Z is, for example, —CH ₃ group, phenyl group (—C ₆ H ₅ ), —SH group, hydroxyl group (OH), acidic group (for example, —SO ₃ H, PO ₃ H or — COOH), basic groups (e.g., NH ₂ or NHR ₁ (where a R = CH ₃ or _-CH 2 -CH _3), halogen (-Cl, -Br, -I, -F ), - OH , —C≡CH, —CH═H ₂ , a trimethylsilyl group (—Si (Me) ₃ ), a ferrocene group, or an adamantine group.

[0051]いくつかの実施例において、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３、Ｏ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３（式中、ｎは、３０≧ｎ≧６の整数である）等の化合物が、キャッピング剤として使用される。他の実施形態において、ｎは、３０≧ｎ≧８の整数である。 [0051] In some _{_{_{_{embodiments, CH 3 (CH 2) n}}}} CH 2 SH, CH 3 O (CH 2 CH 2 O) n CH 2 SH, HSCH 2 CH 2 CH 2 (SH) (CH 2) n _{_{_{_{CH 3, CH 3 (CH 2}}}} ) n CH 2 NH 2, CH 3 O (CH 2 CH 2 O) n CH 2 NH 2, P ((CH 2) n CH 3) 3, O = P ((CH 2 ) _N CH ₃ ) ₃ (where n is an integer of 30 ≧ n ≧ 6) and the like are used as capping agents. In another embodiment, n is an integer such that 30 ≧ n ≧ 8.

[0052]この点で、より疎水性又は実質的に疎水性の特性を提供するキャッピング試薬の例は、１−メルカプト−６−フェニルヘキサン酸（ＨＳ−（ＣＨ_２）_６−Ｐｈ）、１，１６−ジメルカプト−ヘキサデカン（ＨＳ−（ＣＨ_２）_１６−ＳＨ）、１８−メルカプト−オクタデシルアミン（ＨＳ−（ＣＨ_２）_１８−ＮＨ_２）、トリオクチルホスフィン、又は６−メルカプト−ヘキサン（ＨＳ−（ＣＨ_２）_５−ＣＨ_３）を含むが、これらに限定されないことに留意されたい。 [0052] Examples of capping reagent this point in, to provide a more hydrophobic or substantially hydrophobic character is 1-mercapto-6-phenyl hexanoic acid _{_{(HS- (CH 2) 6 -Ph}} ), 1, 16 dimercapto - hexadecane _{_{(HS- (CH 2) 16 -SH}} ), 18- mercapto - octadecylamine _{_{_{(HS- (CH 2) 18 -NH}}} 2), trioctylphosphine, or 6-mercapto - hexane (HS- ( CH ₂₎ ₅ including -CH _3), it is noted that the invention is not limited thereto.

[0053]より疎水性又は実質的に親水性の特性を提供する例示的キャッピング試薬は、６−メルカプト−ヘキサン酸（ＨＳ−（ＣＨ_２）_６−ＣＯＯＨ）、１６−メルカプト−ヘキサデカン酸（ＨＳ−（ＣＨ_２）１６−ＣＯＯＨ）、１８−メルカプト−オクタデシルアミン（ＨＳ−（ＣＨ_２）_１８−ＮＨ_２）、６−メルカプト−ヘキシルアミン（ＨＳ−（ＣＨ_２）_６−ＮＨ_２）、又は８−ヒドロキシ−オクチルチオールＨＯ−（ＣＨ_２）_８−ＳＨを含むが、これらに限定されない。 Exemplary capping reagent to provide a hydrophobic or substantially hydrophilic properties than [0053] the 6-mercapto - hexanoic acid _{_{(HS- (CH 2) 6 -COOH}} ), 16- mercapto - hexadecanoic acid (HS- _{(CH 2) 16-COOH)} , 18- mercapto - octadecylamine _{_{_{(HS- (CH 2) 18 -NH}}} 2), 6- mercapto - hexylamine _{_{_{(HS- (CH 2) 6 -NH}}} 2), or 8- Including, but not limited to, hydroxy-octylthiol HO— (CH ₂ ) ₈ —SH.

[0054]キャッピング剤と反応することができ、キャッピングされたナノ結晶とホスト分子との間で形成される錯体に水溶性をもたらす限り、いかなるホスト分子でも使用可能である。典型的には、ホスト分子は、溶媒に露出した極性基、例えばヒドロキシル基、カルボキシレート基、スルホネート基、ホスフェート基、アミン基、カルボキサミド基等を含有する水溶性化合物である。 [0054] Any host molecule can be used as long as it can react with the capping agent and provides water solubility to the complex formed between the capped nanocrystal and the host molecule. Typically, the host molecule is a water-soluble compound that contains polar groups exposed to the solvent, such as hydroxyl groups, carboxylate groups, sulfonate groups, phosphate groups, amine groups, carboxamide groups, and the like.

[0055]好適なホスト分子の例は、炭水化物、環状ポリアミン、環状ペプチド、クラウンエーテル、デンドリマー等を含むが、これらに限定されない。 [0055] Examples of suitable host molecules include, but are not limited to, carbohydrates, cyclic polyamines, cyclic peptides, crown ethers, dendrimers, and the like.

[0056]ホスト分子として使用可能な環状ポリアミンの例は、例えば、テトラアザ大環状分子、例えば１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（シクラムとしても知られる）及びその誘導体、例えば１，４，７，１１−テトラアザシクロテトラデカン（イソシクラム）、１−（２−アミノメチル）−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（スコーピアンド）、１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン−６，１３−ジカルボキシレート（Ｓｒｏｃｚｙｎｓｋｉ及びＧｒｚｅｊｄａｚｉａｋ、Ｊ．Ｉｎｃｌ．Ｐｈｅｎｏｍ．ＭａｃｒｏｃｙｃｌｉｃＣｈｅｍ．３５、２５１〜２６０頁、１９９９年、又はＢｅｒｎｈａｒｄｔら、Ｊ．Ａｕｓ．Ｃｈｅｍ、５６、６７９〜６８４頁、２００３年に記載）、ヘキサザ大環状錯体（Ｈａｕｓｍａｎｎ，Ｊ．ら、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＡＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌ、２００４年、１０、１７１６頁；Ｐｉｏｔｒｏｗｓｋｉ，Ｔ．ら、Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｓｉｓ、２０００年、１２、１３９７頁）、又はオクタザ大環状化合物（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｋ．ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９９２年、１１４、１１０５頁）を含む。Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｋ．ら（上記参照）が説明するオクタザ大環状化合物は、極性ゲスト分子（例えば、親水性キャッピング試薬）の収容に好適な化合物の一例でもある。限られた範囲内でのみ水溶性となり得る環状ポリアミン、例えば５，５，７，１２，１４，１４−ヘキサメチル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン（Ｍｅ_６シクラム）を使用し、それをカルボキシレート又はスルホネート基等の極性基を提供する置換基で修飾することも可能である。ホスト分子として使用可能な大環状アミンの他の例は、Ｏｄａｓｈｉｍａ，Ｋ．、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｃｌｕｓｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎａａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９９８年、３２、１６５頁に記載の化合物である。 [0056] Examples of cyclic polyamines that can be used as host molecules include, for example, tetraaza macrocycles such as 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (also known as cyclam) and derivatives thereof such as 1,4 , 7,11-tetraazacyclotetradecane (isocyclam), 1- (2-aminomethyl) -1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (Scorpion), 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane -6,13-dicarboxylate (Sroczynski and Grzejdaziak, J. Incl. Phenom. Macrocyclic Chem. 35, 251-260, 1999, or Bernhardt et al., J. Aus. Chem, 56, 679-684, 2003. Hexaza Daikan Complex (Hausmann, J. et al., Chemistry, A European Journal, 2004, 10, 1716; Piotroski, T. et al., Electroanalysis, 2000, 12, 1397), or octaza macrocycle (Kobayashi, Kobaashi. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 1105). Kobayashi, K. et al. (See above) is also an example of a compound suitable for accommodating polar guest molecules (eg, hydrophilic capping reagents). Using cyclic polyamines that can be water-soluble only within a limited range, for example 5,5,7,12,14,14-hexamethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (Me ₆ cyclam); It can also be modified with substituents that provide polar groups such as carboxylate or sulfonate groups. Other examples of macrocyclic amines that can be used as host molecules are described in Odashima, K .; , Journal of Inclusion phenomena and molecular recognition in chemistry, 1998, 32, 165.

[0057]好適なカリックスアレーンの例は、４−ｔｅｒｔ−ブチルカリックス［４］アレーンテトラ酢酸テトラエチルエステル、テトラガラクトシルカリックスアレーン（Ｄｏｎｄｏｎｉら、Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．，Ｊ．３、１７７４頁、１９９７年に記載）、テトラガラクトシルカリックスアレーン（Ｄａｖｉｓ，ＡＰ．ら、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．、１９９９年、３８、２９７９頁）、オクタアミノアミドレゾルシン［４］−アレーン（Ｋａｚａｋｏｖ，Ｅ．Ｋら、Ｅｕｒ．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．、２００４年、３３２３頁）、４−スルホニックカリックス［ｎ］−アレーン（Ｙａｎｇ，Ｗ．Ｚ．、Ｊ．Ｐｈａｒｍ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ、２００４年、５６、７０３頁）、スルホン化チアカリックス［４又は６］−アレーン（Ｋｕｎｓａｓｇｉ−ＭａｔｅＳ．、ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔｅｒｓ、２００４年、４５、１３８７頁）、Ｋｏｂａｙａｓｈｉら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１６、６０８１頁、１９９４年及びＹａｎａｇｉｈａｒａら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１１４、１０３０７頁、１９９２年に記載のカリックスアレーンを含む。 [0057] Examples of suitable calixarenes include 4-tert-butylcalix [4] arene tetraacetic acid tetraethyl ester, tetragalactosylcalixarene (Dononi et al., Chem. Eur., J. 3, 1774, 1997). ), Tetragalactosylcalixarene (Davis, AP. Et al., Angew. Chem. Int. Edit., 1999, 38, 2979), octaaminoamide resorcin [4] -arene (Kazakov, EK et al., Eur. J. Org. Chem., 2004, p. 3323), 4-sulfonic calix [n] -arene (Yang, WZ., J. Pharm. Pharmacology, 2004, p. 56, 703), sulfonated thia. Calix [4 or 6]- Lane (Kunsasgi-Mate S., Tetrahedron Letters, 2004 year, page 45,1387), Kobayashi et al., J. Am. Chem. Soc. 116, 6081, 1994 and Yanagihara et al. Am. Chem. Soc. 114, 10307, 1992.

[0058]本発明においてホスト分子として使用可能な環状ペプチドの例は、Ｇｕｏ，Ｗら、ＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔｅｒｓ、２００２年、４３、５６６５頁；又はＰｅｎｇＬｉら、ＣｕｒｒｅｎｔＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、２００２年、６に記載の、カリックスアレーンを備えるジシクロジペプチドを含むが、これに限定されない。 [0058] Examples of cyclic peptides that can be used as host molecules in the present invention are described in Guo, W et al., Tetrahedron Letters, 2002, 43, 5665; or Peng Li et al., Current Organic Chemistry, 2002, 6. Including, but not limited to, dicyclodipeptides comprising calixarenes.

[0059]ホスト分子として使用可能なクラウンエーテルは、任意の環サイズを有することができ、例えば、８、９、１０、１２、１４、１５、１６、１８又は２０個の原子を含み、そのうちのいくつかは典型的にはＯ又はＳ等のヘテロ原子である環系を有することができる。本明細書において使用される典型的なクラウンエーテルは、水溶性８−クラウン−４化合物（４はヘテロ原子の数を示す）、９−クラウン−３化合物、１２−クラウン−４化合物、１５−クラウン−５化合物、１８−クラウン−６化合物、及び２０−クラウン−８化合物を含むが、これらに限定されない。そのような好適なクラウンエーテルの例は、ほんのいくつかを挙げると、（１８−クラウン−６）−２，３，１１，１２テトラカルボン酸又は１，４，７，１０−テトラアザシクロデカン−１，４，７，１０テトラカルボン酸を含む。 [0059] Crown ethers that can be used as host molecules can have any ring size, including, for example, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18 or 20 atoms, of which Some can have ring systems that are typically heteroatoms such as O or S. Typical crown ethers used herein are water-soluble 8-crown-4 compounds (4 indicates the number of heteroatoms), 9-crown-3 compounds, 12-crown-4 compounds, 15-crowns. -5 compounds, 18-crown-6 compounds, and 20-crown-8 compounds. Examples of such suitable crown ethers are (18-crown-6) -2,3,11,12 tetracarboxylic acid or 1,4,7,10-tetraazacyclodecane- Contains 1,4,7,10 tetracarboxylic acid.

[0060]原則として、（疎水性又は親水性キャッピング試薬が使用されるかどうかに依存して）親水性又は疎水性空洞を提供するあらゆる水溶性デンドリマーが、本明細書において使用されるキャッピング試薬を少なくとも部分的に収容することができる。好適なクラスのデンドリマーは、ポリプロピレンイミンデンドリマー、ポリアミドアミンデンドリマー、ポリアリールエーテルデンドリマー、ポリリジンデンドリマー、炭水化物デンドリマー及びケイ素デンドリマー（例えばＢｏａｓ及びＨｅｅｇａｒｄ、Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．３３、４３〜６３頁、２００４年において検討されている）を含むが、これらに限定されない。 [0060] As a general rule, any water-soluble dendrimer that provides a hydrophilic or hydrophobic cavity (depending on whether a hydrophobic or hydrophilic capping reagent is used) may be used as the capping reagent used herein. It can be at least partially housed. Suitable classes of dendrimers include polypropylene imine dendrimers, polyamidoamine dendrimers, polyaryl ether dendrimers, polylysine dendrimers, carbohydrate dendrimers and silicon dendrimers (eg Boas and Heegard, Chem. Soc. Rev. 33, 43-63, 2004). But not limited to).

[0061]一実施例において、ナノ結晶は、ホスト分子として炭水化物を含む。この炭水化物ホスト分子は、オリゴ糖、デンプン又はシクロデキストリン分子（Ｄａｖｉｓ及びＷａｒｅｈａｍ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．３８、２９７９〜２９９６頁、１９９９年を参照）であってもよいが、これらに限定されない。 [0061] In one example, the nanocrystal comprises a carbohydrate as a host molecule. The carbohydrate host molecule may be an oligosaccharide, starch or cyclodextrin molecule (see, but not limited to, Davis and Waleham, Angew. Chem. Int. Edit. 38, 2979-2996, 1999). .

[0062]ホスト分子がオリゴ糖であるいくつかの実施例において、このオリゴ糖は、２個から、例えば６個から２０個の、モノマー単位を主鎖に含むことができる。これらのオリゴマーは、直鎖でも分岐鎖でもよい。好適なオリゴ糖の例は、１，３−（ジメチレン）ベンゼンジイル−６，６’−Ｏ−（２，２’−オキシジエチル）−ビス−（２，３，４−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド）、１，３−（ジメチレン）ベンゼンジイル−６，６’−Ｏ−（２，２’−オキシジエチル）−ビス−（２，３，４−トリ−Ｏ−メチル−β−Ｄ−ガラクトピラノシド）（Ｓｈｉｚｕｍａら、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００２年、６７、４７９５頁）、シクロトリキス−（１，２，３，４，５，６）−［α−Ｄ−グルコピラノシル）−（１，２，３，４）−α−Ｄ−グルコピラノシル］（Ｃｅｓｃｕｔｔｉら、ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ、２０００年、３２９、６４７頁）、アセチレノサッカリド（Ｂｕｒｌｉら、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄｉｔ．１９９７年、３６、１８５２頁）、又は環状フラクトオリゴ糖（Ｔａｋａｉら、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、１９９３年、５３）を含むが、これらに限定されない。 [0062] In some embodiments where the host molecule is an oligosaccharide, the oligosaccharide can comprise 2 to, for example 6 to 20, monomer units in the backbone. These oligomers may be linear or branched. Examples of suitable oligosaccharides are 1,3- (dimethylene) benzenediyl-6,6′-O- (2,2′-oxydiethyl) -bis- (2,3,4-tri-O-acetyl- β-D-galactopyranoside), 1,3- (dimethylene) benzenediyl-6,6′-O- (2,2′-oxydiethyl) -bis- (2,3,4-tri-O— Methyl-β-D-galactopyranoside) (Shizuma et al., J. Org. Chem. 2002, 67, 4795), cyclotrikis- (1,2,3,4,5,6)-[α-D -Glucopyranosyl)-(1,2,3,4) -α-D-glucopyranosyl] (Cescutti et al., Carbohydrate Research, 2000, 329, 647), acetylenosaccharide (Burli et al., Angew. Chem. Int. Edit. 1997, 36, 1852), or cyclic fructooligosaccharides (Takai et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1993, 53).

[0063]ホスト分子としてデンプンが使用される場合、デンプンは、約１，０００から約６，０００Ｄａの分子量Ｍｗを有し得る。いくつかの実施例において、デンプンは、約４，０００Ｄａ≧Ｍｗ≧約２，０００Ｄａの分子量Ｍｗを有する。使用可能なデンプンはまた、アミロース、例えばα−アミロース又はβ−アミロースを含む。 [0063] When starch is used as the host molecule, the starch may have a molecular weight Mw of about 1,000 to about 6,000 Da. In some embodiments, the starch has a molecular weight Mw of about 4,000 Da ≧ Mw ≧ about 2,000 Da. Starches that can be used also include amylose, for example α-amylose or β-amylose.

[0064]ホスト分子として好適なシクロデキストリンの例は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリン、及びトリメチル−γ−シクロデキストリンを含む。 [0064] Examples of cyclodextrins suitable as host molecules include α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, dimethyl-α-cyclodextrin, trimethyl-α-cyclodextrin, dimethyl-β-cyclodextrin, Includes trimethyl-β-cyclodextrin, dimethyl-γ-cyclodextrin, and trimethyl-γ-cyclodextrin.

[0065]そのような水溶性ナノ結晶を製造するためのプロセスは、当技術分野において知られており、例えば国際公開第２００６／０７５９７４号パンフレットに記載されている。簡潔には、そのような方法は、ナノ結晶コアを有するナノ結晶をキャッピング試薬と反応させ、それによりキャッピング剤をナノ結晶のコアの表面に結合させるステップと、次いでそのように得られたナノ結晶をホスト分子と接触させ、試薬と水溶性ホスト分子との間でホスト−ゲスト錯体を形成するステップとを含む。（キャッピング）試薬は、親水性又は疎水性の性質のものであり得る。純金属ナノ結晶又は均質な３成分若しくは４成分ナノ結晶が使用される場合、同じ反応を行ってそのようなナノ結晶を調製することができる。そのような水溶性ナノ結晶の調製の例は、実施例３に示されている。 [0065] Processes for producing such water-soluble nanocrystals are known in the art and are described, for example, in WO 2006/075974. Briefly, such a method comprises reacting a nanocrystal having a nanocrystal core with a capping reagent, thereby binding the capping agent to the surface of the nanocrystal core, and then the nanocrystal so obtained. And contacting the host molecule to form a host-guest complex between the reagent and the water-soluble host molecule. The (capping) reagent can be of hydrophilic or hydrophobic nature. If pure metal nanocrystals or homogeneous ternary or quaternary nanocrystals are used, the same reaction can be performed to prepare such nanocrystals. An example of the preparation of such water-soluble nanocrystals is shown in Example 3.

[0066]２．別の実施例において、少なくとも１種のナノ結晶は、第１の層を形成するナノ結晶の表面に結合したキャッピング試薬を含み、キャッピング試薬は少なくとも１個のカップリング基を有する。さらに、第２の層を形成し、少なくとも１個のカップリング部分を有するポリマーが、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に共有カップリングしている。 [0066] 2. In another embodiment, the at least one nanocrystal includes a capping reagent bound to the surface of the nanocrystal forming the first layer, the capping reagent having at least one coupling group. Furthermore, the polymer forming the second layer and having at least one coupling moiety is covalently coupled to at least one coupling group of the capping reagent.

[0067]一実施例において、キャッピング試薬のカップリング基に対し反応性である少なくとも１個のカップリング部分を含むポリマーは、式：
（式中、Ｊは、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に対し反応性であるカップリング部分であり、ｍは、少なくとも１の整数である）を有する。 [0067] In one example, the polymer comprising at least one coupling moiety that is reactive to the coupling group of the capping reagent has the formula:
Wherein J is a coupling moiety that is reactive to at least one coupling group of the capping reagent and m is an integer of at least 1.

[0068]この実施例を説明すると、例えば第１の層がアミノ終端基を有する場合、第２の層を形成するポリマーは、第１の層のアミノ基と共有カップリングするためのカルボキシル基を有し得る。実際には、存在するすべてのカップリング部分及びカップリング基が共有カップリングに関与するわけではないことが考えられる。例えば、５０％のカルボキシル基が第１の層のアミノ基と重合し得る。 [0068] To illustrate this example, for example, if the first layer has an amino terminal group, the polymer forming the second layer has a carboxyl group for covalent coupling with the amino group of the first layer. Can have. In fact, it is conceivable that not all coupling moieties and coupling groups present are involved in covalent coupling. For example, 50% of the carboxyl groups can polymerize with the amino groups of the first layer.

[0069]別の実施例において、第１の層がカルボキシル終端表面を有する場合、第２の層のポリマーは、第１の層のカルボキシル基と共有カップリングするアミノ基を有し得る。この場合も、存在するすべてのカップリング部分及びカップリング基が共有カップリングに関与するわけではないことが考えられる。例えば、５０％のアミノ基が第１の層のアミノ基と重合し得る。 [0069] In another example, if the first layer has a carboxyl-terminated surface, the polymer of the second layer may have amino groups that are covalently coupled to the carboxyl groups of the first layer. Again, it is possible that not all coupling moieties and coupling groups present participate in covalent coupling. For example, 50% of the amino groups can polymerize with the amino groups of the first layer.

[0070]別の実施例において、ポリマーは、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に対し反応性である少なくとも２個のカップリング部分を含む。この場合、ポリマーは、式：
（式中、Ｊ及びＫは、カップリング部分であり、該Ｊ及びＫは、同じでも異なってもよく、ｍ及びｎのそれぞれは、少なくとも１の整数である）を有し得る。 [0070] In another example, the polymer comprises at least two coupling moieties that are reactive to at least one coupling group of the capping reagent. In this case, the polymer has the formula:
Wherein J and K are coupling moieties, wherein J and K may be the same or different and each of m and n is an integer of at least 1.

[0071]一般に、キャッピング試薬がまたＪ及びＫ終端基の両方を有している場合、ポリマーは、キャッピング試薬との共有カップリングのためにＫ及びＪ基の１つ又は両方を有することができる。例えば、第１の層がカルボキシル及びアミノ終端表面の両方を有している場合、第２の層のポリマーは、第１の層のカルボキシル基及びアミノ基との共有カップリングのために、それぞれアミノ基及びカルボキシル基の１つのみ、又はその両方を有し得る。カップリング部分のいくつかがカップリング基に共有カップリングすれば十分であり、カップリング部分がカップリング基に対し正確な化学量論比で存在する必要はない。 [0071] Generally, if the capping reagent also has both J and K terminal groups, the polymer can have one or both of the K and J groups for covalent coupling with the capping reagent. . For example, if the first layer has both carboxyl and amino-terminated surfaces, the polymer of the second layer will have amino groups for covalent coupling with the carboxyl and amino groups of the first layer, respectively. It can have only one of the group and the carboxyl group, or both. It is sufficient that some of the coupling moieties are covalently coupled to the coupling group, and the coupling moiety need not be present in the exact stoichiometric ratio to the coupling group.

[0072]さらに別の実施例において、ポリマーは、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に対し反応性である少なくとも３個のカップリング部分を含む。この場合、ポリマーは、式：
（式中、Ｊ、Ｋ及びＬは、カップリング部分であり、該Ｊ、Ｋ及びＬは、同じでも異なってもよく、ｍ、ｎ及びｐのそれぞれは、少なくとも１の整数である）を有し得る。さらなる実施形態において、ポリマーは、水溶性及び第１の層との表面カップリングを提供するために、３個以上の異なる官能基（ＮＨ_２、ＣＯＯＨ、ＮＣＯ、ＣＨＯ等）を有することができる。 [0072] In yet another embodiment, the polymer comprises at least three coupling moieties that are reactive to at least one coupling group of the capping reagent. In this case, the polymer has the formula:
Wherein J, K and L are coupling moieties, wherein J, K and L may be the same or different, and each of m, n and p is an integer of at least 1. Can do. In further embodiments, the polymer can have more than two different functional groups (NH ₂ , COOH, NCO, CHO, etc.) to provide water solubility and surface coupling with the first layer.

[0073]第２の層を形成するポリマーは、ナノ結晶が導入される溶媒と接触する。したがって、ナノ結晶が、例えば水を含み得る溶媒に可溶であるためには、前記カップリング部分Ｊ、Ｋ又はＬの少なくとも１つが、好ましくは、水溶性シェルに水溶性を付与する親水基を含む。この目的のために、ポリマーはまた、水溶性シェルに水溶性を付与する親水基を有する少なくとも１個の部分を含み得る。その部分は、カップリング部分とは別個に存在してもよく、又はカップリング部分自体に存在してもよい。 [0073] The polymer forming the second layer is contacted with the solvent into which the nanocrystals are introduced. Thus, in order for the nanocrystals to be soluble in a solvent that may include, for example, water, at least one of the coupling moieties J, K, or L preferably has a hydrophilic group that imparts water solubility to the water-soluble shell. Including. For this purpose, the polymer may also comprise at least one moiety having hydrophilic groups that impart water solubility to the water-soluble shell. That part may be present separately from the coupling part or may be present in the coupling part itself.

[0074]一実施例において、カップリング部分Ｊ、Ｋ及びＬは、それぞれ、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトリル基、イソシアネート基及びハライド基から選択される官能基を含む。ホモ官能性ポリマーを有することが望ましい場合は、ポリマーのカップリング部分は、例えば、ヒドロキシル基、又はカルボキシル基、又はアミノ基のみで構成され得る。そのような場合、ポリマーは、それぞれ、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸、及びポリアミンである。 [0074] In one example, the coupling moieties J, K, and L each include a functional group selected from an amino group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, a nitrile group, an isocyanate group, and a halide group. If it is desirable to have a homofunctional polymer, the coupling portion of the polymer can be composed solely of hydroxyl groups, or carboxyl groups, or amino groups, for example. In such cases, the polymers are polyvinyl alcohol, polycarboxylic acid, and polyamine, respectively.

[0075]異なる特性（例えば水に対する溶解性等）を有するナノ結晶を得るために、２種類以上のモノマーを有する他の種類のポリマーを使用することができる。例えば、第２の層を形成するためのポリマーとして、ジブロックコポリマー、トリブロックコポリマー、又は混合ランダムポリマーを使用することができる。具体例は、ポリ（アクリル酸−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−アクリル酸ナトリウム）、ポリ（ｔ−ブチルメタクリレート−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−メタクリル酸ナトリウム）、及びポリ（メチルメタクリレート−ｂ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）を含む。 [0075] Other types of polymers having two or more monomers can be used to obtain nanocrystals having different properties (eg, solubility in water, etc.). For example, a diblock copolymer, a triblock copolymer, or a mixed random polymer can be used as the polymer for forming the second layer. Specific examples are poly (acrylic acid-b-methyl methacrylate), poly (methyl methacrylate-b-sodium acrylate), poly (t-butyl methacrylate-b-ethylene oxide), poly (methyl methacrylate-b-sodium methacrylate). And poly (methyl methacrylate-bN, N-dimethylacrylamide).

[0076]式（ＩＩＩ）のポリマーにおけるカップリング部分Ｊは、キャッピング試薬に存在するカップリング基に対し反応性である任意の好適な官能基を含み得る。親水性部分Ｋは、ポリマーに主に親水性の特徴を与える任意の官能基を含むことができ、それによりポリマーを水溶性とすることができる。好適な官能基の例は、例えば、カルボキシル、アミノ、ヒドロキシル、アミド、エステル、無水物、及びアルデヒド部分を含む。 [0076] The coupling moiety J in the polymer of formula (III) may comprise any suitable functional group that is reactive to the coupling group present in the capping reagent. The hydrophilic portion K can include any functional group that imparts predominantly hydrophilic character to the polymer, thereby making the polymer water soluble. Examples of suitable functional groups include, for example, carboxyl, amino, hydroxyl, amide, ester, anhydride, and aldehyde moieties.

[0077]一実施例において、ポリマーは、ポリアミン、ポリアセチル酸、又はポリオールからなる群から選択される。ポリマーの分子量は、約５００未満（約４００）から約１，０００，０００超の範囲となり得る。これらの実施形態の１つにおいて、分子量範囲は、約６００から約１，４００，０００、より好ましくは約２０００から約７５０，０００となり得る。生体内用途では、人体に対する潜在的毒性を最小限化するために、約２０００の下限値を選択することができる。 [0077] In one embodiment, the polymer is selected from the group consisting of polyamines, polyacetyl acids, or polyols. The molecular weight of the polymer can range from less than about 500 (about 400) to more than about 1,000,000. In one of these embodiments, the molecular weight range can be from about 600 to about 1,400,000, more preferably from about 2000 to about 750,000. For in vivo applications, a lower limit of about 2000 can be selected to minimize potential toxicity to the human body.

[0078]存在するキャッピング試薬がカップリング基として重合性不飽和基を含む場合、親水性シェルの第２の層を形成するために、ポリアセチレン、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミンを含む不飽和ポリマーを使用することができる。 [0078] When the capping reagent present contains a polymerizable unsaturated group as a coupling group, an unsaturated polymer comprising polyacetylene, polyacrylic acid, polyethyleneimine is used to form the second layer of the hydrophilic shell can do.

[0079]さらに別の実施例において、水溶性ナノ結晶を得るために、少なくとも１種のナノ結晶は、
第１の層を形成するナノ結晶の表面に結合したキャッピング試薬であって、少なくとも２個のカップリング基を有するキャッピング試薬と、
第２の層を形成し、コーティング試薬と共有カップリングした少なくとも２個のカップリング部分を有する、低分子量コーティング試薬と、
第２の層に水溶性を付与するための少なくとも１個の水溶性基と
を含む。 [0079] In yet another embodiment, to obtain water-soluble nanocrystals, at least one nanocrystal is
A capping reagent bound to the surface of the nanocrystal forming the first layer, the capping reagent having at least two coupling groups;
A low molecular weight coating reagent having at least two coupling moieties forming a second layer and covalently coupled with the coating reagent;
And at least one water-soluble group for imparting water solubility to the second layer.

[0080]キャッピング試薬は、ナノ結晶のコアの表面に対する親和性を有する末端基を含み得る。末端基は、スルフヒドリル、アミノ、アミン−オキシド及びホスフィノ基を含み得るが、これらに限定されない。キャッピング試薬の少なくとも２個のカップリング基は、疎水性領域により末端基から隔てられていてもよい。少なくとも２個のカップリング基のそれぞれは、アミノ、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、ニトリル、ニトロ、イソシアネート、エポキシド、無水物及びハライド基から独立して選択される官能基を含み得る。 [0080] The capping reagent may include end groups that have an affinity for the surface of the core of the nanocrystal. End groups can include, but are not limited to, sulfhydryl, amino, amine-oxide and phosphino groups. At least two coupling groups of the capping reagent may be separated from the end groups by a hydrophobic region. Each of the at least two coupling groups may comprise a functional group independently selected from amino, hydroxyl, carbonyl, carboxyl, nitrile, nitro, isocyanate, epoxide, anhydride and halide groups.

[0081]キャッピング試薬は、下記一般式に示されるように、疎水性領域により末端基から隔てられた２個のカップリング基を含み得る。
[0081] The capping reagent may comprise two coupling groups separated from the end groups by a hydrophobic region, as shown in the general formula below.

[0082]この式において、Ｘは、ナノ結晶の表面、又は時折呼ばれるようにナノ結晶コアに対する親和性を有する末端基を表す。Ｘは、Ｓ、Ｎ、Ｐ、又はＯ＝Ｐから選択され得る。Ｈｎ−Ｘ−部分の具体例は、例えば、Ｈ−Ｓ−、Ｏ＝Ｐ−、及びＨ２Ｎ−のうちのいずれか１つを含み得る。Ｒａは、少なくとも２個の主鎖炭素原子を含む部分であり、したがって疎水性の特徴を有する。Ｒａが主に疎水性の特徴を有する、例えば炭化水素である場合は、それはナノ結晶コアからＺ部分を隔てる疎水性領域を提供する。Ｙ部分は、Ｎ、Ｃ、−ＣＯＯ−、又は−ＣＨ２Ｏ−から選択される。Ｚは、後の重合のための少なくとも１個のカップリング部分を含む部分であり、したがってこれは親水性キャッピング試薬の一部に主に親水性の特徴を付与する。例示的な極性官能基は、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ２、−ＣＨＯ、−ＣＯＮＨＲ、−ＣＮ、−ＮＣＯ、−ＣＯＲ及びハライドを含むが、これらに限定されない。式中の数詞は、ｋ、ｎ、ｎ’及びｍの記号で表される。ｋは、０又は１である。数詞ｎは、０から３の整数であり、ｎ’は、０から２の整数であり、両方とも、それぞれＸ及びＹの価数要件を満たすために選択される。数詞ｍは、１から３の整数である。数詞ｋは、０又は１である。ｋが０である場合、ＺはＲａに結合するという条件が成り立つ。ｋ＝０の値は、カップリング部分Ｚが直接Ｒａに結合しており、例えば、Ｒａは環状部分、例えば脂肪族シクロアルカン、芳香族炭化水素又は複素環等である場合を満たす。しかしながら、ｋ＝１の場合にＲａは環状部分、例えばベンゼン環に結合した第３アミノ基、又は環状炭化水素であることも可能である。この式において、Ｚは、アミノ、ヒドロキシル、カルボニル、カルボキシル、ニトリル、ニトロ、イソシアネート、エポキシド、無水物及びハライド基からなる群から選択される官能基である。Ｙ又はＺがカップリング基として機能し得る。Ｚがカップリング基として存在する場合、Ｙは、カップリング基Ｚを結合させる構造要素として機能し得る。Ｚが存在しない場合、Ｙはカップリング基の部分を形成し得る。 [0082] In this formula, X represents a surface of the nanocrystal, or a terminal group that has an affinity for the nanocrystal core, as sometimes referred to. X may be selected from S, N, P, or O = P. Specific examples of the Hn-X- moiety can include, for example, any one of H-S-, O = P-, and H2N-. Ra is a moiety containing at least two main chain carbon atoms and thus has a hydrophobic character. If Ra has a predominantly hydrophobic character, for example a hydrocarbon, it provides a hydrophobic region that separates the Z portion from the nanocrystal core. The Y moiety is selected from N, C, —COO—, or —CH 2 O—. Z is a moiety that includes at least one coupling moiety for subsequent polymerization, and therefore this imparts primarily hydrophilic characteristics to a portion of the hydrophilic capping reagent. Exemplary polar functional groups include, but are not limited to, -OH, -COOH, -NH2, -CHO, -CONHR, -CN, -NCO, -COR and halide. Numerals in the formula are represented by symbols k, n, n 'and m. k is 0 or 1. The number n is an integer from 0 to 3, and n 'is an integer from 0 to 2, both of which are selected to meet the valence requirements of X and Y, respectively. The number m is an integer of 1 to 3. The number k is 0 or 1. When k is 0, the condition that Z is bonded to Ra is satisfied. A value of k = 0 is satisfied when the coupling moiety Z is directly bonded to Ra, for example, when Ra is a cyclic moiety, such as an aliphatic cycloalkane, aromatic hydrocarbon or heterocycle. However, when k = 1, Ra can also be a cyclic moiety, such as a tertiary amino group attached to a benzene ring, or a cyclic hydrocarbon. In this formula, Z is a functional group selected from the group consisting of amino, hydroxyl, carbonyl, carboxyl, nitrile, nitro, isocyanate, epoxide, anhydride and halide groups. Y or Z can function as a coupling group. When Z is present as a coupling group, Y can function as a structural element to which the coupling group Z is bonded. In the absence of Z, Y can form part of a coupling group.

[0083]上記式中のＲａ部分は、数十個から数百個の主鎖原子を含み得る。具体的な一実施形態において、Ｒａ及びＺのそれぞれが、独立して、２個から５０個の主鎖原子を含む。Ｚは、１個又は複数のアミド又はエステル連結を含み得る。Ｒａに使用可能な好適な部分の例は、アルキル、アルケニル、アルコキシ、及びアリール部分を含む。 [0083] The Ra moiety in the above formula may contain tens to hundreds of main chain atoms. In one specific embodiment, each of Ra and Z independently comprises 2 to 50 main chain atoms. Z may contain one or more amide or ester linkages. Examples of suitable moieties that can be used for Ra include alkyl, alkenyl, alkoxy, and aryl moieties.

[0084]本明細書において使用される「アルキル」という用語は、概して２個から５０個の炭素原子を含む分岐又は非分岐の直鎖又は環状の飽和炭化水素基、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、オクチル、デシル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコシル、テトラコシル等、及びシクロアルキル基、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル等を指す。本明細書において使用される「アルケニル」という用語は、概して２個から５０個の炭素原子を含み、少なくとも１個の二重結合を含有する、典型的には１個から６個の二重結合、より典型的には１個又は２個の二重結合を含有する、分岐又は非分岐の炭化水素基、例えばエテニル、ｎ−プロペニル、ｎ−ブテニル、オクテニル、デセニル等、及びシクロアルケニル基、例えばシクロペンテニル、シクロヘキセニル等を指す。本明細書において使用される「アルコキシ」という用語は、置換基−Ｏ−Ｒを指し、式中、Ｒは、上に定義されるアルキルである。本明細書において使用される「アリール」という用語は、別段の指定がない限り、１個又は複数の芳香環を含有する芳香族部分を指す。アリール基は、芳香環上で１個又は複数の不活性な水素以外の置換基で任意選択で置換されていてもよく、好適な置換基は、例えば、ハロ、ハロアルキル（好ましくはハロ置換低級アルキル）、アルキル（好ましくは低級アルキル）、アルケニル（好ましくは低級アルケニル）、アルキニル（好ましくは低級アルキニル）、アルコキシ（好ましくは低級アルコキシ）、アルコキシカルボニル（好ましくは低級アルコキシカルボニル）、カルボキシ、ニトロ、シアノ及びスルホニルを含む。すべての実施形態において、Ｒａは、概して窒素、酸素、又は硫黄等のヘテロ原子を含むヘテロ芳香族部分を含み得る。 [0084] The term "alkyl" as used herein generally refers to a branched or unbranched straight or cyclic saturated hydrocarbon group containing from 2 to 50 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n- It refers to propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, t-butyl, octyl, decyl, tetradecyl, hexadecyl, eicosyl, tetracosyl and the like, and cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl and the like. The term “alkenyl” as used herein generally contains from 2 to 50 carbon atoms and contains at least one double bond, typically 1 to 6 double bonds. More typically branched or unbranched hydrocarbon groups containing one or two double bonds, such as ethenyl, n-propenyl, n-butenyl, octenyl, decenyl and the like, and cycloalkenyl groups such as Refers to cyclopentenyl, cyclohexenyl and the like. The term “alkoxy” as used herein refers to the substituent —O—R, wherein R is alkyl as defined above. The term “aryl” as used herein, unless otherwise specified, refers to an aromatic moiety that contains one or more aromatic rings. The aryl group may be optionally substituted on the aromatic ring with one or more inert non-hydrogen substituents, suitable substituents include, for example, halo, haloalkyl (preferably halo-substituted lower alkyl ), Alkyl (preferably lower alkyl), alkenyl (preferably lower alkenyl), alkynyl (preferably lower alkynyl), alkoxy (preferably lower alkoxy), alkoxycarbonyl (preferably lower alkoxycarbonyl), carboxy, nitro, cyano and Contains sulfonyl. In all embodiments, Ra may comprise a heteroaromatic moiety that generally includes a heteroatom such as nitrogen, oxygen, or sulfur.

[0085]いくつかの実施例において、Ｒａは、エチル、プロピル、ブチル及びペンチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ベンジル、プリン、ピリジン、イミダゾール部分を含み得るが、これらに限定されない。 [0085] In some examples, Ra can include, but is not limited to, ethyl, propyl, butyl and pentyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclooctyl, ethoxy, propoxy, butoxy, benzyl, purine, pyridine, imidazole moieties. Not.

[0086]別の実施例において、キャッピング試薬の少なくとも２個のカップリング基は、ホモ二官能性又はヘテロ二官能性であってもよく、つまり、それぞれ、少なくとも２個の同一のカップリング基又は２個の異なるカップリング基を含み得る。２個又は３個のカップリング基を有するいくつかの好適なキャッピング試薬の実例は、以下のようなそれぞれの構造を有する。
[0086] In another example, at least two coupling groups of the capping reagent may be homobifunctional or heterobifunctional, ie, at least two identical coupling groups or It can contain two different coupling groups. Examples of some suitable capping reagents having 2 or 3 coupling groups have the respective structures as follows:

[0087]コーティング試薬がヘテロ二官能性である、すなわち２個の異なるカップリング基が存在する例示的キャッピング試薬は、以下を含むがこれらに限定されない。
[0087] Exemplary capping reagents in which the coating reagent is heterobifunctional, ie, there are two different coupling groups, include, but are not limited to:

[0088]別の実施例において、キャッピング試薬は、Ｃ＝Ｃ二重結合等の重合性不飽和基を介して、任意のラジカル重合機構によりコーティング試薬とカップリングする。そのようなキャッピング試薬の具体例は、ω−チオール終端メチルメタクリレート、２−ブテンチオール、（Ｅ）−２−ブテン−１−チオール、Ｓ−（Ｅ）−２−ブテニルチオアセテート、Ｓ−３−メチルブテニルチオアセテート、２−キノリンメタンチオール、及びＳ−２−キノリンメチルチオアセテートを含むが、これらに限定されない。 [0088] In another embodiment, the capping reagent is coupled to the coating reagent by any radical polymerization mechanism through a polymerizable unsaturated group such as a C = C double bond. Specific examples of such capping reagents are ω-thiol terminated methyl methacrylate, 2-butenethiol, (E) -2-butene-1-thiol, S- (E) -2-butenylthioacetate, S-3 Including, but not limited to, methylbutenyl thioacetate, 2-quinoline methanethiol, and S-2-quinoline methylthioacetate.

[0089]ナノ結晶コアを囲む水溶性シェルの第２の成分は、水溶性基を備える低分子量コーティング試薬の、キャッピング試薬へのカップリングにより形成される。カップリング剤は、任意選択で、キャッピング試薬に存在するカップリング基を活性化するために使用されてもよい。カップリング剤及びカップリング部分を備えるコーティング試薬は順次添加されてもよく、すなわち、活性化が行われた後にコーティング試薬が添加されてもよく、或いは、カップリング剤と同時にコーティング試薬が添加されてもよい。 [0089] The second component of the water-soluble shell surrounding the nanocrystal core is formed by coupling a low molecular weight coating reagent comprising a water-soluble group to a capping reagent. Coupling agents may optionally be used to activate coupling groups present in the capping reagent. The coupling agent and the coating reagent comprising the coupling moiety may be added sequentially, i.e. the coating reagent may be added after activation has been performed, or the coating reagent may be added simultaneously with the coupling agent. Also good.

[0090]適切なカップリング剤の決定は、当技術分野における平均的な技術を有する者の知識の範囲内である。好適なカップリング試薬の一例は、スルホ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）と組み合わせて使用される１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド（ＥＤＣ）である。イミド及びアゾールを含むがこれらに限定されない、他の種類のカップリング試薬も使用可能である。使用可能なイミドのいくつかの例は、カルボジイミド、スクシンイミド及びフタルイミドである。イミドの明示的ないくつかの例は、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド又は任意の他の活性化分子と関連して使用される、１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド（ＥＤＣ）、スルホ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミドを含む。 [0090] The determination of an appropriate coupling agent is within the knowledge of those having average skill in the art. An example of a suitable coupling reagent is 1-ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide (EDC) used in combination with sulfo-N-hydroxysuccinimide (NHS). Other types of coupling reagents can also be used, including but not limited to imides and azoles. Some examples of imides that can be used are carbodiimide, succinimide and phthalimide. Some explicit examples of imides include 1-ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide (EDC), sulfo, used in conjunction with N-hydroxysuccinimide or any other activating molecule. -N-hydroxysuccinimide, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), N, N'-dicyclohexylcarbodiimide, N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide.

[0091]水溶性シェルの第２の層を形成するために使用されるコーティング試薬は、キャッピング試薬上の活性化されたカップリング基と反応するカップリング部分を有する１個又は複数の好適なカップリング部分を含み得る。典型的には、好適なコーティング試薬は、少なくとも２個のカップリング部分を有し、すなわち、いくつかの実施例では、例えば２個、３個又は４個の官能基があり、それらはキャッピング試薬の活性化されたカップリング基に対し反応性である。コーティング試薬の少なくとも２個のカップリング部分がキャッピング試薬と反応する場合、コーティング試薬は、例えばエステル又はアミド連結の形成により、キャッピング試薬に共有カップリング（「架橋」）し、それによりナノ結晶コアを囲む水溶性シェルが形成される。 [0091] The coating reagent used to form the second layer of the water-soluble shell is one or more suitable cups having a coupling moiety that reacts with an activated coupling group on the capping reagent. A ring portion may be included. Typically, suitable coating reagents have at least two coupling moieties, ie, in some embodiments, for example, 2, 3 or 4 functional groups, which are capping reagents. Reactive to the activated coupling group. When at least two coupling moieties of the coating reagent react with the capping reagent, the coating reagent is covalently coupled (“cross-linked”) to the capping reagent, eg, by forming an ester or amide linkage, thereby forming the nanocrystalline core. A surrounding water-soluble shell is formed.

[0092]水溶性シェルの第２の層を形成するために使用される「低分子量コーティング試薬」という用語は、非ポリマー（「小」）分子を含む。コーティング試薬の分子量は、コーティング試薬分子に存在する基の種類に依存して、低くても高くてもよい。例えばコーティング試薬が小さい側鎖を有する場合、コーティング試薬の分子量は低くなる。大きい側鎖が存在するコーティング試薬の場合は、そのようなコーティング試薬分子の分子量はより高くなる。したがって、いくつかの実施形態において、コーティング試薬の分子量の上限は、約２００、約４００、約６００ダルトン又は約１０００となり得る。高分子量又は大きな空間体積のキャッピング試薬が使用される他の実施形態においては、例えば約１２００、又は約１５００、又は約２０００ダルトン等、上限はより高くなり得る。この定義に従い、「低分子量コーティング試薬」という用語はまた、例えば約２０００ダルトンまでの分子量を有するオリゴマー化合物を含む。「カップリング」及び「共有カップリング」という用語は、エステルを形成する酸とアルコールのカップリング、又はアミドを形成する酸とアミンのカップリング等、概して、２個の分子を互いに連結して単一のより大きな物質を形成するいかなる種類の反応をも指す。したがって、キャッピング試薬及びコーティング試薬に存在するカップリング基及びカップリング部分をカップリングし得るいかなる反応も、この用語の意味に含まれる。「カップリング」はまた、キャッピング試薬にカップリング基として存在する１個又は複数の不飽和基（例えば−Ｃ＝Ｃ−二重結合）を、コーティング試薬の対応するカップリング部分と、フリーラジカルカップリングにより反応させ、コーティング試薬をキャッピング試薬層に共有結合させることを含む。 [0092] The term "low molecular weight coating reagent" used to form the second layer of the water soluble shell includes non-polymeric ("small") molecules. The molecular weight of the coating reagent may be low or high depending on the type of groups present in the coating reagent molecule. For example, if the coating reagent has small side chains, the molecular weight of the coating reagent will be low. For coating reagents in which large side chains are present, the molecular weight of such coating reagent molecules is higher. Thus, in some embodiments, the upper molecular weight limit of the coating reagent can be about 200, about 400, about 600 daltons, or about 1000. In other embodiments where a high molecular weight or large space volume capping reagent is used, the upper limit can be higher, for example about 1200, or about 1500, or about 2000 Daltons. In accordance with this definition, the term “low molecular weight coating reagent” also includes oligomeric compounds having a molecular weight of, for example, up to about 2000 Daltons. The terms “coupling” and “covalent coupling” generally refer to two molecules linked together, such as coupling an acid to an alcohol to form an ester, or coupling an acid to an amine to form an amide. Refers to any kind of reaction that forms one larger substance. Thus, any reaction that can couple a coupling group and a coupling moiety present in the capping reagent and the coating reagent is included in the meaning of this term. “Coupling” also means that one or more unsaturated groups (eg, —C═C—double bond) present as a coupling group in the capping reagent are exchanged with the corresponding coupling moiety of the coating reagent and the free radical cup. Reacting by a ring and covalently bonding the coating reagent to the capping reagent layer.

[0093]キャッピング試薬及びコーティング試薬は、それぞれ、重合が行われるようにするために互いに反応性の官能基を有し得る。一実施例において、コーティング試薬は、キャッピング試薬上のカップリング基と反応し得る少なくとも１個の共重合性官能基をそれぞれ有する、少なくとも２個のカップリング部分を含む水溶性分子である。一実施例において、コーティング試薬は、式：
（式中、
Ｔは、溶解性を調節するための部分であり、
Ｒｃは、少なくとも３個の主鎖炭素原子を含む部分であり、
Ｇは、Ｎ又はＣから選択され、
Ｚ’は、共重合性部分であり、
ｎは、１又は２の整数であり、
ｎ’は、０又は１であり、ｎ’は、Ｇの価数要件を満たすように選択される）を有する水溶性分子であってもよい。 [0093] The capping reagent and the coating reagent may each have functional groups that are reactive with each other to allow polymerization to occur. In one example, the coating reagent is a water-soluble molecule comprising at least two coupling moieties, each having at least one copolymerizable functional group capable of reacting with a coupling group on the capping reagent. In one example, the coating reagent has the formula:
(Where
T is a part for adjusting solubility,
Rc is a moiety containing at least 3 main chain carbon atoms;
G is selected from N or C;
Z ′ is a copolymerizable moiety,
n is an integer of 1 or 2,
n ′ is 0 or 1 and n ′ is selected to meet the valence requirement of G).

[0094]望ましい特性を有する水溶性シェルは、Ｒｃ部分が３０個未満、好ましくは２０個未満、又はより好ましくは１２個未満の主鎖炭素原子を有するキャッピング試薬で得ることができる。好ましい実施形態において、Ｒｃは、３個から１２個の主鎖炭素原子を含む。特定の実験条件下で、この範囲は、ナノ結晶の合成中に高いカップリング効率をもたらした。Ｔ部分は、それが導入される環境に対するナノ結晶の溶解性を調節するための極性／親水性官能基であり得る。したがって、それは、シェルに親水性又は疎水性の特徴をもたらすことができ、それによりナノ結晶を水性環境だけでなく非水性環境に対しても溶解性とすることができる。Ｔは、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホネート基、ホスフェート基、アミノ基、カルボキサミド基等の極性基から選択され得る。Ｔ部分は、水性環境に不溶性のナノ結晶を得るために、任意の脂肪族若しくは芳香族炭化水素（例えば脂肪酸若しくはベンゼン誘導体）等の疎水性のもの、又は水に不溶性のその他の任意の有機部分であってもよい。Ｔが疎水性である場合、これは、コーティング試薬がキャッピング試薬と共重合した後の親水性部分の組込みにより修飾されてもよい。Ｚ’部分は、キャッピング試薬上のカップリング部分と共重合可能な官能基を有する共重合性部分である。好適な官能基は、例えば、−ＮＨ_２、−ＣＯＯＨ又は−ＯＨ、−Ｂｒ、−Ｃ＝Ｃ−を含むが、これらに限定されない。Ｚ’は、好ましくは少なくとも２個の主鎖炭素原子を有する脂肪族又は環状炭素鎖を追加的に含んでもよい。 [0094] Water-soluble shells having desirable properties can be obtained with capping reagents having less than 30, preferably less than 20, or more preferably less than 12 main chain carbon atoms in the Rc portion. In preferred embodiments, Rc contains 3 to 12 main chain carbon atoms. Under certain experimental conditions, this range resulted in high coupling efficiency during the synthesis of nanocrystals. The T moiety can be a polar / hydrophilic functional group to adjust the solubility of the nanocrystal in the environment into which it is introduced. Thus, it can provide hydrophilic or hydrophobic characteristics to the shell, thereby making the nanocrystals soluble in non-aqueous environments as well as in aqueous environments. T can be selected from polar groups such as, for example, hydroxyl, carboxyl, carbonyl, sulfonate, phosphate, amino, carboxamide, and the like. The T moiety is hydrophobic, such as any aliphatic or aromatic hydrocarbon (eg, fatty acid or benzene derivative), or any other organic moiety that is insoluble in water to obtain nanocrystals that are insoluble in an aqueous environment. It may be. If T is hydrophobic, it may be modified by incorporation of a hydrophilic moiety after the coating reagent is copolymerized with the capping reagent. The Z ′ moiety is a copolymerizable moiety having a functional group copolymerizable with the coupling moiety on the capping reagent. Suitable functional groups include, but are not limited to, for example, —NH ₂ , —COOH or —OH, —Br, —C═C—. Z ′ may additionally comprise an aliphatic or cyclic carbon chain, preferably having at least 2 main chain carbon atoms.

[0095]一実施例において、Ｔは、シクロデキストリン分子から得ることができる。シクロデキストリン分子は、得られるコポリマーの水溶性を向上させる多数のヒドロキシル基を有し、生体標識化目的のために生体分子に容易に接合することもできる。好適なシクロデキストリンの例は、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリン、及びトリメチル−γ−シクロデキストリンを含む。 [0095] In one example, T can be derived from a cyclodextrin molecule. Cyclodextrin molecules have a large number of hydroxyl groups that improve the water solubility of the resulting copolymer and can also be readily conjugated to biomolecules for biolabeling purposes. Examples of suitable cyclodextrins are α-cyclodextrin, β-cyclodextrin, γ-cyclodextrin, dimethyl-α-cyclodextrin, trimethyl-α-cyclodextrin, dimethyl-β-cyclodextrin, trimethyl-β-cyclodextrin , Dimethyl-γ-cyclodextrin, and trimethyl-γ-cyclodextrin.

[0096]さらに別の実施例において、コーティング試薬は、アミノ酸、好ましくはジアミノ酸又はジカルボキシルアミノ酸から選択される水溶性分子である。本発明において企図されるジアミノ酸の具体例は、ほんのいくつかを挙げると、２，４−ジアミノ酪酸、２，３−ジアミノプロピオン酸又は２，５−ジアミノペンタン酸を含む。本発明において企図されるジカルボン酸は、アスパラギン酸及びグルタミン酸を含むが、これらに限定されない。 [0096] In yet another embodiment, the coating reagent is a water soluble molecule selected from amino acids, preferably diamino acids or dicarboxyl amino acids. Specific examples of diamino acids contemplated in the present invention include 2,4-diaminobutyric acid, 2,3-diaminopropionic acid or 2,5-diaminopentanoic acid, to name just a few. Dicarboxylic acids contemplated in the present invention include, but are not limited to, aspartic acid and glutamic acid.

[0097]他の実施例において、コーティング試薬は、
（式中、ＣＤは、シクロデキストリンである）、及び
からなる群から選択される水溶性分子である。 [0097] In another embodiment, the coating reagent is:
Where CD is cyclodextrin, and
A water-soluble molecule selected from the group consisting of

[0098]キャッピング試薬が不飽和基（例えばＣ＝Ｃ二重結合）を含む別の実施例において、カップリングに使用可能な好適なコーティング試薬は、１，４−ブタジエン、１，５−ペンタジエン、及び１，６−ヘキサジエン等のジエン及びトリエンを含む。 [0098] In another embodiment where the capping reagent contains an unsaturated group (eg, a C = C double bond), suitable coating reagents that can be used for coupling are 1,4-butadiene, 1,5-pentadiene, And dienes and trienes such as 1,6-hexadiene.

[0099]上述の水溶性ナノ結晶のうちの１つの製造のための方法（項目２）は、例えば、国際公開第２００６／１１８５４３号及び国際公開第２００６／１１８５４２号パンフレットに記載されている。そのような水溶性ナノ結晶の製造のためのいくつかの例は、実施例４及び５に記載されている。 [0099] A method (item 2) for the production of one of the water-soluble nanocrystals described above is described, for example, in WO 2006/118543 and WO 2006/118542. Some examples for the production of such water-soluble nanocrystals are described in Examples 4 and 5.

[00100]水溶性ナノ結晶を得るための別の選択肢は、ＰＣＴ／ＳＧ２００８／０００３５６に記載されている。この出願に記載されているナノ結晶は、非共有結合性又は共有結合性相互作用によりその表面上に両親媒性ポリマーを含む。 [00100] Another option for obtaining water soluble nanocrystals is described in PCT / SG2008 / 000356. The nanocrystals described in this application contain an amphiphilic polymer on its surface by non-covalent or covalent interactions.

[00101]両親媒性ポリマーは、下記一般式（Ｖ）のものであり得る。
[00101] The amphiphilic polymer may be of the following general formula (V):

[00102]この式において、ｍ、ｏ及びｐのそれぞれは、１から約４００又は約２から約４００を含む０から約４００、例えば約０から約４００、約０から約３５０、約０から約３００、約３から約３００、約０から約２５０、約０から約２００、約２から約２００、約０から約１５０、約２から約１５０、約０から約２００、約１から約２００、約３から約１００、約２から約１００、約０から約１００、約３から約５０、約２から約５０、約１から約５０、又は約０から約５０等から独立して選択される整数である。さらなる例示として、ｍは、いくつかの実施例において、約５から約５０、例えば約１０から約４３を含む約１０から約４５等の範囲内で選択することができ、一方ｐは、約３から約４０、例えば約３から約３５又は約４から約３０等の範囲内で選択することができ、ｐは、０から約３０、例えば０から約２５又は０から約２０等の範囲内で選択することができる。ｍ＋ｏ＋ｐの和は、約１０から約８０００、約１０から約６０００、約１０から約５０００、約１０から約４０００、約１０から約２０００、約１０から約１０００、約１０から約７５０、約１０から約６００、約１０から約４００、約１０から約２５０、約１０から約１５０、約１０から約１００、約１５から約１５０、約２０から約１５０、約１５から約１００、又は約２０から約１００を含む、約１０から約１００００の範囲内で選択される。いくつかの実施例において、ｍ、ｏ及びｐのそれぞれは、約３から約３００、約３から約２５０、約３から約２００、約３から約１５０若しくは約２から約２００、約３から約１００、約２から約１００、約３から約８０、約２から約８０、約３から約４０又は約２から約４０を含む、約２から約３００から独立して選択される整数であり、（ｍ＋ｏ＋ｐ）の和は、約１０から約４００、約１０から約３５０、約１０から約３００、約１０から約２５０、約１０から約２００、約６から約２００、約１０から約１５０、約６から約１５０、約１０から約１００、約６から約１００、約１０から約５０、又は約６から約５０を含む、約６から約４００の範囲内で選択される。一実施形態において、（ｍ＋ｏ＋ｐ）の和は、３２である。別の実施例において、（ｍ＋ｏ＋ｐ）の和は、４８である。ｐ／（ｍ＋ｏ）の比は、０から約２０、０から約１５、０から約１２、０から約１０、０から約８、約０から約６、約４、約３、又は約２等の約０から約２５の範囲内で選択することができる。一実施例において、ｐ／（ｍ＋ｏ）の比は、約１である。 [00102] In this formula, each of m, o, and p is from 0 to about 400, including from 1 to about 400 or from about 2 to about 400, such as from about 0 to about 400, from about 0 to about 350, from about 0 to about 300, about 3 to about 300, about 0 to about 250, about 0 to about 200, about 2 to about 200, about 0 to about 150, about 2 to about 150, about 0 to about 200, about 1 to about 200, About 3 to about 100, about 2 to about 100, about 0 to about 100, about 3 to about 50, about 2 to about 50, about 1 to about 50, or about 0 to about 50, etc. It is an integer. By way of further illustration, m may be selected in a range from about 5 to about 50, such as from about 10 to about 45, including from about 10 to about 43, while p is about 3 in some embodiments. To about 40, such as from about 3 to about 35, or from about 4 to about 30, etc., and p can be selected from 0 to about 30, such as from 0 to about 25, or from 0 to about 20, etc. You can choose. The sum of m + o + p is about 10 to about 8000, about 10 to about 6000, about 10 to about 5000, about 10 to about 4000, about 10 to about 2000, about 10 to about 1000, about 10 to about 750, about 10 About 600, about 10 to about 400, about 10 to about 250, about 10 to about 150, about 10 to about 100, about 15 to about 150, about 20 to about 150, about 15 to about 100, or about 20 to about Selected within the range of about 10 to about 10,000, including 100. In some embodiments, each of m, o, and p is about 3 to about 300, about 3 to about 250, about 3 to about 200, about 3 to about 150, or about 2 to about 200, about 3 to about 100, from about 2 to about 100, from about 3 to about 80, from about 2 to about 80, from about 3 to about 40, or from about 2 to about 40, an integer independently selected from about 2 to about 300, The sum of (m + o + p) is about 10 to about 400, about 10 to about 350, about 10 to about 300, about 10 to about 250, about 10 to about 200, about 6 to about 200, about 10 to about 150, about It is selected within the range of about 6 to about 400, including 6 to about 150, about 10 to about 100, about 6 to about 100, about 10 to about 50, or about 6 to about 50. In one embodiment, the sum of (m + o + p) is 32. In another embodiment, the sum of (m + o + p) is 48. The ratio of p / (m + o) is from 0 to about 20, 0 to about 15, 0 to about 12, 0 to about 10, 0 to about 8, about 0 to about 6, about 4, about 3, or about 2 etc. Of about 0 to about 25. In one example, the ratio of p / (m + o) is about 1.

[00103]Ｒ^２は、上述の第１の脂肪族部分であり、約３個から約２０個の炭素原子及び０個から約３個のヘテロ原子の主鎖を有する。ヘテロ原子は、基Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＳｉから選択される。Ｒ^３は、上述の第２の脂肪族部分であり、約３個から約８０個の炭素原子及び０個から約４０個のヘテロ原子の主鎖を有する。ヘテロ原子は、Ｎ及びＯから選択される。第２の脂肪族部分Ｒ^３は、共重合性基を有する。上記式に示される個々の単位は、ブロックの形態ではなく、ランダムを含む任意の順番で配置され得ることが理解される。したがって、上記一般式は、
のｍ単位、
のｏ単位、及び
のｐ単位がポリマー中に存在することを定義するにすぎない。したがって、そのようなポリマーは、これらの単位の任意の順序を包含する。実例として、それぞれの順序は、以下の単位の配置を含み得る。
[00103] R ² is the first aliphatic moiety described above and has a main chain of about 3 to about 20 carbon atoms and 0 to about 3 heteroatoms. The heteroatoms are selected from the groups N, O, S, Se and Si. R ³ is the second aliphatic moiety described above and has a main chain of about 3 to about 80 carbon atoms and 0 to about 40 heteroatoms. The heteroatom is selected from N and O. The second aliphatic moiety R ³ has a copolymerizable group. It is understood that the individual units shown in the above formula can be arranged in any order, including random, rather than in the form of blocks. Therefore, the above general formula is
M units,
O units, and
Is simply defined to be present in the polymer. Thus, such polymers include any order of these units. Illustratively, each order may include the following arrangement of units:

[00104]両親媒性ポリマーは、ＰＣＴ／ＳＧ２００８／０００３５６に記載のプロセスにより調製することができる。両親媒性ポリマーは、典型的には、少なくとも本質的に架橋を含まない。したがって、両親媒性ポリマーにおいて、第２の脂肪族部分Ｒ^３の共重合性基（上記参照）は、任意の架橋又は共重合反応に利用可能である。 [00104] Amphiphilic polymers can be prepared by the process described in PCT / SG2008 / 000356. Amphiphilic polymers are typically at least essentially free of crosslinks. Thus, in the amphiphilic polymer, the copolymerizable group of the second aliphatic moiety R ³ (see above) can be used for any crosslinking or copolymerization reaction.

[00105]例えば、両親媒性ポリマーでコーティングされたそのようなナノ結晶を製造するプロセスにおいて、両親媒性ポリマー上の親水性骨格を形成する無水マレイン酸ポリマーが反応物質として使用される。無水マレイン酸ポリマーは、イソブチレン−無水マレイン酸コポリマーとも呼ばれる、ＣｈｅｍｉｃａｌＡｂｓｔｒａｃｔｓ番号２６４２６−８０−２の市販のポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）であってもよい。とりわけ、ＢＭ３０ＡＥ２０、ファイバーゾルブ（Ｆｉｂｅｒｓｏｒｂ）（商標）ＳＡ７２００Ｈ、ＩＢ６、ＫＩゲル（ＫＩＧｅｌ）及びイソバム（Ｉｓｏｂａｍ）（登録商標）の商品名で入手可能である。また、例えばＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ社（ミズーリ州セントルイス、米国）又はＳｉｎｏＣｈｅｍｅｘｐｅｒＣｏｍｐａｎｙ（上海、中国）から入手可能である。無水マレイン酸ポリマーはまた、エチレン−無水マレイン酸交互コポリマーとも呼ばれる、ＣｈｅｍｉｃａｌＡｂｓｔｒａｃｔｓ番号１０６９７３−２１−１のポリ（エチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）であってもよい。これは、例えば、ＲｕｔｈｅｒｆｏｒｄＣｈｅｍｉｃａｌｓ社（ニュージャージー州ベイヨン）から、商品コード２７１０９Ｐで、またゼマック（ＺｅＭａｃ）（登録商標）Ｅ４００又はゼマック（登録商標）Ｅ６０の商品名で入手可能である。上記式（Ｖ）において、ｎは、約１０から約１００００、例えば約１０から約５０００、約１０から約２０００、約１０から約１０００、約２０から約１０００、約１０から約８００、約２０から約８００、例えば約１０から約４００等の任意の整数であり得る。一実施例において、ｎは３２である。無水マレイン酸ポリマーの上記例は、限定としてみなされるものではなく、あらゆる利用可能な無水マレイン酸ポリマー（及びまだ合成されていないもの）、具体的には、当技術分野において知られるような標準的手順に従い調製され得る無水マレイン酸ポリマーが、使用に好適である。それぞれの無水マレイン酸ポリマーは、例えば、米国特許第３８４６３８３号及び第６３１６５５４号明細書に記載の手順に従い形成することができる。当技術分野において使用される一般的な標準的手順はまた、Ｆｒａｎｋ，Ｈ．Ｐ．、ＭａｋｒｏｍｏｌｅｋｕｌａｒｅＣｈｅｍｉｅ（１９６８年）１１４、１１３〜１２１頁の抄録に要約されており、例えば過酸化物の存在下での無水マレイン酸のオレフィンとのラジカル共重合を含む。 [00105] For example, in the process of making such nanocrystals coated with an amphiphilic polymer, a maleic anhydride polymer that forms a hydrophilic backbone on the amphiphilic polymer is used as a reactant. The maleic anhydride polymer may be a commercially available poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) of Chemical Abstracts number 26426-80-2, also referred to as an isobutylene-maleic anhydride copolymer. In particular, it is available under the trade names BM30AE20, Fibersorb ™ SA7200H, IB6, KI Gel and Isobam®. Also available from, for example, Sigma Aldrich (St. Louis, MO, USA) or SinoChemexper Company (Shanghai, China). The maleic anhydride polymer may also be a poly (ethylene-alt-maleic anhydride) of Chemical Abstracts number 106973-21-1, also referred to as an ethylene-maleic anhydride alternating copolymer. This is available, for example, from Rutherford Chemicals (Bayon, NJ) under the product code 27109P and under the trade names of ZeMac® E400 or Zemac® E60. In the above formula (V), n is from about 10 to about 10,000, such as from about 10 to about 5000, from about 10 to about 2000, from about 10 to about 1000, from about 20 to about 1000, from about 10 to about 800, from about 20 It can be any integer such as about 800, such as about 10 to about 400. In one embodiment, n is 32. The above examples of maleic anhydride polymers are not to be construed as limiting, but any available maleic anhydride polymer (and one that has not yet been synthesized), specifically standard as known in the art. Maleic anhydride polymers that can be prepared according to the procedure are suitable for use. Each maleic anhydride polymer can be formed, for example, according to the procedures described in US Pat. Nos. 3,843,383 and 6,316,554. General standard procedures used in the art are also described in Frank, H. et al. P. , Makromolekulare Chemie (1968) 114, 113-121, including, for example, radical copolymerization of maleic anhydride with olefins in the presence of peroxide.

[00106]さらなる反応物質として、単官能性化合物及び少なくとも二官能性の化合物が使用される。プロセスの間、単官能性化合物は、上述の第１の脂肪族部分Ｒ^２に変換される。単官能性化合物の官能基は、無水物との連結を形成することができる。少なくとも二官能性の化合物は、第２の脂肪族部分Ｒ^３（上記参照）に変換される。少なくとも二官能性の化合物は、２個、３個、４個、又はそれより多くの官能基を有し得る。官能基のうちの１つは、無水物との連結を形成することができる。少なくとも二官能性の化合物の官能基のうちの別の官能基は、共重合性である。無水物環の断片の単官能性化合物との反応は、本明細書に記載されるようなナノ結晶の疎水性表面と相互作用し得る疎水性側鎖の形成へとつながる。無水物環の別の断片は、少なくとも二官能性の化合物を骨格に連結するために使用される。ポリマー骨格中のカルボキシル基の数に対する疎水性単位の数の制御は、ポリ酸無水物鎖との反応に使用される求核反応物質の量を変化させることにより達成することができる。したがって、本発明の単官能性化合物は、利用可能な無水物環の少なくとも約２５％、例えば少なくとも約３５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７０％、又は少なくとも約７５％と反応することができる。本発明の少なくとも二官能性の化合物は、利用可能な無水物環の少なくとも約５％、例えば少なくとも約８％、少なくとも約１０％、少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、又は少なくとも約２５％と反応することができる。 [00106] Monofunctional compounds and at least bifunctional compounds are used as additional reactants. During the process, the monofunctional compound is converted to the first aliphatic moiety R ² described above. The functional group of the monofunctional compound can form a linkage with an anhydride. At least the bifunctional compound is converted to a second aliphatic moiety R ³ (see above). The at least bifunctional compound can have 2, 3, 4, or more functional groups. One of the functional groups can form a linkage with the anhydride. Another functional group of the functional groups of the at least bifunctional compound is copolymerizable. Reaction of an anhydride ring fragment with a monofunctional compound leads to the formation of hydrophobic side chains that can interact with the hydrophobic surface of the nanocrystal as described herein. Another fragment of the anhydride ring is used to link the at least bifunctional compound to the backbone. Control of the number of hydrophobic units relative to the number of carboxyl groups in the polymer backbone can be achieved by varying the amount of nucleophilic reactant used in the reaction with the polyanhydride chain. Accordingly, monofunctional compounds of the present invention can react with at least about 25% of the available anhydride rings, such as at least about 35%, at least about 50%, at least about 70%, or at least about 75%. . The at least bifunctional compound of the present invention comprises at least about 5% of the available anhydride ring, such as at least about 8%, at least about 10%, at least about 15%, at least about 20%, or at least about 25%. Can react.

[00107]単官能性化合物の官能基は、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン基、エーテル基、チオエーテル基等から選択され得るが、これらに限定されない。単官能性化合物は、約２個から約２０個の炭素原子、例えば、約５個から約２０個の炭素原子、約５個から約１５個の炭素原子、約７個から約２０個の炭素原子を含む、約３個から約２０個の炭素原子、例えば２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、又は２０個の炭素原子を有する。さらに、単官能性化合物は、０個から約２個のヘテロ原子、例えば１個のヘテロ原子を有する。ヘテロ原子は、例えば、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ又はＳｉであってもよい。単官能性化合物の例は、アルキルアミン（アルキル基は上に定義される）であってもよいがこれに限定されない。一実施形態において、アルキルアミンは、ｎ−プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−オクチルアミン又はｎ−ドデシルアミンであってもよい。 [00107] The functional groups of the monofunctional compound may be selected from, but not limited to, amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, selenol groups, halogen groups, ether groups, thioether groups, and the like. Monofunctional compounds can have from about 2 to about 20 carbon atoms, such as from about 5 to about 20 carbon atoms, from about 5 to about 15 carbon atoms, from about 7 to about 20 carbon atoms. About 3 to about 20 carbon atoms, including atoms, for example 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 , 14, 15, 16, 17, 18, 19, or 20 carbon atoms. Furthermore, monofunctional compounds have from 0 to about 2 heteroatoms, for example 1 heteroatom. The heteroatom may be, for example, N, O, S, Se, or Si. An example of a monofunctional compound may be, but is not limited to, an alkylamine (wherein the alkyl group is defined above). In one embodiment, the alkylamine may be n-propylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-octylamine or n-dodecylamine.

[00108]一般に、少なくとも二官能性の基は、２個以上の異なる官能基を有する。少なくとも２個の官能基のそれぞれには、それらのうちの１個、典型的には１個だけが、無水物との連結を形成することができる限り、任意の官能基を選択することができる。無水マレイン酸部分と反応する１個の基は、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、セレノール基、ハロゲン基、エーテル基、チオエーテル基等から選択され得るが、これらに限定されない。無水マレイン酸部分と反応しない第２の官能基は、共重合性基であってもよい。共重合性とは、この基が別の官能基と重合可能であることを意味する。好適な共重合性基の例は、アミノ基、ヒドロキシル基、アリルグリシジルエーテル基、エポキシド基、オキセタン基、及び、アリル基等のＣ＝Ｃ結合を含むが、これらに限定されない。 [00108] Generally, the at least bifunctional group has two or more different functional groups. For each of the at least two functional groups, any functional group can be selected as long as only one of them, typically only one, can form a linkage with the anhydride. . The single group that reacts with the maleic anhydride moiety can be selected from, but not limited to, amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, selenol groups, halogen groups, ether groups, thioether groups, and the like. The second functional group that does not react with the maleic anhydride moiety may be a copolymerizable group. Copolymerizable means that this group can be polymerized with another functional group. Examples of suitable copolymerizable groups include, but are not limited to, C═C bonds such as amino groups, hydroxyl groups, allyl glycidyl ether groups, epoxide groups, oxetane groups, and allyl groups.

[00109]少なくとも二官能性の化合物は、約３個から約７０個の炭素原子、約３個から約６０個の炭素原子、約３個から約４０個の炭素原子、約１０個から約８０個の炭素原子、約１０個から約６０個の炭素原子、約２５個から約６０個の炭素原子、約１０個から約４０個の炭素原子、約３個から約２０個の炭素原子、又は約３個から約１０個の炭素原子を含む、約３個から約８０個の炭素原子、例えば３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、２４個、２５個、２６個、２７個、２８個、２９個、３０個、３１個、３２個、３３個、３４個、３５個、３６個、３７個、３８個、３９個、４０個、４１個、４２個、４３個又は４４個の炭素原子のアルキル鎖を有する。さらに、少なくとも二官能性の化合物は、０個から約４０個のヘテロ原子、１個から約４０個のヘテロ原子、約２個から約４０個のヘテロ原子、約２個から約３０個のヘテロ原子又は約０個から約３個のヘテロ原子を含む、０個から約４５個のヘテロ原子、例えば１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、１９個、２０個、２１個、２２個、２５個、２６個、２７個、２８個、２９個、３０個、３１個、３２個、３３個、３４個、３５個、３６個、３７個、３８個、３９個、４０個、４１個、４２個又は４３個のヘテロ原子、例えばＮ又はＯを有する。 [00109] The at least difunctional compound has from about 3 to about 70 carbon atoms, from about 3 to about 60 carbon atoms, from about 3 to about 40 carbon atoms, from about 10 to about 80 carbon atoms. Carbon atoms, about 10 to about 60 carbon atoms, about 25 to about 60 carbon atoms, about 10 to about 40 carbon atoms, about 3 to about 20 carbon atoms, or About 3 to about 80 carbon atoms, including about 3 to about 10 carbon atoms, eg 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 12, 12, 13, 15, 15, 16, 17, 19, 20, 20, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, or 44 carbon atoms Having an alkyl chain. In addition, the at least bifunctional compound has 0 to about 40 heteroatoms, 1 to about 40 heteroatoms, about 2 to about 40 heteroatoms, about 2 to about 30 heteroatoms. 0 to about 45 heteroatoms including atoms or about 0 to about 3 heteroatoms, such as 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27 28, 29, 30, 31, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 or 43 hetero It has an atom, for example N or O.

[00110]上述のような両親媒性ポリマーを形成するプロセスにおいて、式（Ｖ）（上記参照）の無水マレイン酸ポリマー、単官能性化合物及び少なくとも二官能性の化合物の間の反応は、塩基の存在下で行うことができる。一般に、意図される目的に好適な任意の塩基を使用することができる。一実施形態において、塩基は、求核性塩基である。求核性塩基は、塩基性だけでなく求核性も有する塩基である。実例は、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムテトラメチルピペリジド、ジイソプロピルエチルアミン（Ｈｕｎｉｇ塩基）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−ノン−５−エン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン、ビス（トリメチルシリル）アミド、ヘキサメチルジシラザン又はビスメシチルマグネシウムを含むが、これらに限定されない。 [00110] In the process of forming an amphiphilic polymer as described above, the reaction between the maleic anhydride polymer of formula (V) (see above), the monofunctional compound and the at least difunctional compound is a basic reaction. Can be done in the presence. In general, any base suitable for the intended purpose can be used. In one embodiment, the base is a nucleophilic base. A nucleophilic base is a base that is not only basic but also nucleophilic. Examples are lithium diisopropylamide, lithium tetramethylpiperidide, diisopropylethylamine (Hunig base), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] -non-5-ene, 1,8-diazabicyclo [5.4. 0] includes but is not limited to undec-7-ene, bis (trimethylsilyl) amide, hexamethyldisilazane or bismesitylmagnesium.

[00111]両親媒性ポリマーの形成プロセス中、典型的には、無水マレイン酸ポリマーの無水物基の反応により、アミド又はエステル基が形成され、それにより非極性側鎖が提供される。この側鎖は、単官能性化合物から形成される部分、例えばアルキル鎖と、単官能性化合物から形成される部分が結合するエステル又はアミド基のそれぞれの原子である、少なくとも１個のヘテロ原子とを含む。したがって、第１の脂肪族部分は、単官能性化合物から形成される部分及び基ＣＯＯ−、ＣＯ−ＮＨ−又はＣＯ−Ｎ−を含む。基がＣＯ−Ｎ−である実施形態においては、二級アミドが形成され、したがって第１の脂肪族部分は、単官能性化合物から形成される２個の部分を含む。 [00111] During the process of forming an amphiphilic polymer, the reaction of the anhydride group of the maleic anhydride polymer typically forms an amide or ester group, thereby providing a nonpolar side chain. The side chain includes a moiety formed from a monofunctional compound, such as an alkyl chain, and at least one heteroatom, each atom of an ester or amide group to which the moiety formed from the monofunctional compound is attached. including. Thus, the first aliphatic moiety comprises a moiety formed from a monofunctional compound and the group COO-, CO-NH- or CO-N-. In embodiments where the group is CO—N—, a secondary amide is formed, and thus the first aliphatic moiety comprises two moieties formed from a monofunctional compound.

[00112]この点で、二級アミドが形成される実施例において、第１の脂肪族部分は、単官能性化合物から形成される１個の部分、及び少なくとも二官能性の化合物から形成される１個の部分もまた含むことができる。明確性のために、少なくとも二官能性の化合物から形成される部分を含む任意の脂肪族部分が、第２の脂肪族部分とみなされるものとする。したがって、単官能性化合物から形成される部分と少なくとも二官能性の化合物から形成される部分の両方を含む脂肪族部分は、分岐した第２の脂肪族部分とみなされるものとする。 [00112] In this regard, in embodiments where secondary amides are formed, the first aliphatic moiety is formed from one moiety formed from a monofunctional compound and at least a bifunctional compound. A single part can also be included. For clarity, any aliphatic moiety that includes a moiety formed from at least a difunctional compound shall be considered a second aliphatic moiety. Thus, an aliphatic moiety that includes both a moiety formed from a monofunctional compound and a moiety formed from at least a bifunctional compound shall be considered a branched second aliphatic moiety.

[00113]さらに、無水マレイン酸ポリマーの各無水物基は、１個若しくは２個の単官能性化合物と、又は１個若しくは２個の少なくとも二官能性の化合物と反応し得る（以下も参照されたい）。典型的には、無水物基は、単官能性化合物か少なくとも二官能性の化合物かにかかわらず、最大１個の反応物質と反応する。結果として、カルボン酸基が形成され、これは典型的には溶液中で負電荷を提供する。さらに、多くの無水物基は反応しない。これらの無水物基は、一般に本発明のプロセスの間に加水分解し、それによりさらなるカルボン酸基を提供する。両親媒性ポリマーを形成する本発明のプロセスが、架橋剤等のいかなるカップリング剤の使用も必要としないことが、当業者には理解される。 [00113] In addition, each anhydride group of the maleic anhydride polymer can react with one or two monofunctional compounds, or with one or two at least bifunctional compounds (see also below). Wanna) Typically, an anhydride group reacts with at most one reactant, whether monofunctional or at least bifunctional. As a result, carboxylic acid groups are formed, which typically provide a negative charge in solution. Furthermore, many anhydride groups do not react. These anhydride groups generally hydrolyze during the process of the present invention, thereby providing additional carboxylic acid groups. Those skilled in the art will appreciate that the process of the present invention to form an amphiphilic polymer does not require the use of any coupling agent such as a cross-linking agent.

[00114]ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）が脂肪族アミンと反応することができることは以前に示されているが（日本国特許出願ＪＰ５７０１６００４、Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ−Ａｒｇｕｅｌｌｅｓ，Ｍ．Ｔ．ら、ＮａｎｏＬｅｔｔｅｒｓ（２００８年）７、９、２６１３〜２６１７頁）、さらに二官能化、三官能化、及びより高官能化された化合物がワンポット合成における追加的な反応物質として使用可能であることが見出されている。一般に、二官能化又はより高官能化された化合物を１つだけの反応に供し、それによりポリマーの炭化水素骨格への１つだけの連結を形成するように、反応条件を制御することが可能である。二官能化又はより高官能化された化合物の残りの官能基は、後にカップリング及び架橋反応に利用可能である。この点で、両親媒性ポリマーの炭化水素骨格が、約３個から約８０個の炭素原子のアルキル鎖並びに０個から約４０個のＮ及びＯから選択されるヘテロ原子を有する極性側基及び側鎖を有することができ、側鎖は共重合性基を有することに留意されたい。上述のように、共重合性基はアミノ基、ヒドロキシル基、又は、末端若しくは内部Ｃ＝Ｃ若しくはＣ≡Ｃ結合を含有する基、例えば末端基−ＣＨ＝ＣＨ_２、末端基−Ｃ≡ＣＨ、内部−ＣＨ＝ＣＨ−若しくは内部基−Ｃ≡Ｃ−等であってもよい。上述のように、共重合性基はまた、末端若しくは内部Ｃ＝Ｃ若しくはＣ≡Ｃ結合、及び追加の官能基又はビシナル若しくはジェミナルへテロ原子を含んでもよく、例えば一般構造−Ｇ−ＣＨ＝ＣＨ−又はＧ−Ｃ≡Ｃ−（Ｇは例えばＮ、Ｏ、又は基−ＣＨ＝ＣＨ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−である）のものである。 [00114] It has been previously shown that poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) can react with aliphatic amines (Japanese Patent Application JP57016004, Fernandez-Arguelles, MT et al., Nano Letters). (2008) 7, 9, 2613-2617), and further difunctionalized, trifunctionalized, and higher functionalized compounds were found to be usable as additional reactants in one-pot synthesis. ing. In general, reaction conditions can be controlled so that a difunctionalized or higher functionalized compound is subjected to only one reaction, thereby forming only one linkage to the hydrocarbon backbone of the polymer It is. The remaining functional groups of the difunctionalized or higher functionalized compound can later be used for coupling and crosslinking reactions. In this respect, the hydrocarbon backbone of the amphiphilic polymer has a polar side group having an alkyl chain of about 3 to about 80 carbon atoms and a heteroatom selected from 0 to about 40 N and O; Note that side chains can be present and the side chains have copolymerizable groups. As mentioned above, the copolymerizable group can be an amino group, a hydroxyl group, or a group containing a terminal or internal C═C or C≡C bond, such as a terminal group —CH═CH ₂ , a terminal group —C≡CH, An internal —CH═CH— or an internal group —C≡C— may be used. As mentioned above, the copolymerizable group may also contain terminal or internal C═C or C≡C bonds, and additional functional groups or vicinal or geminal heteroatoms, for example the general structure —G—CH═CH -Or G-C≡C- (G is for example N, O, or a group -CH = CH- or -C≡C-).

[00115]共重合性基は、少なくとも二官能性の化合物の残りの基と同じであっても異なっていてもよい。官能基が同じである実施例において、無水マレイン酸ポリマーと反応させないそれらの官能基を、重合プロセスに関与しないように遮蔽することができる。当業者には周知である多数の保護基が、様々な官能基に対し利用可能である。実例として、ヒドロキシル基は、イソプロピリデン基により保護され得る。そのような保護基は、重合の後に除去することができ、このようにもはや遮蔽されていない官能基（複数可）は、カップリング、架橋又は共重合反応に利用可能である。例えば、ヒドロキシル基を遮蔽しているイソプロピリデン保護基は、酸処理により除去することができる。それぞれの少なくとも二官能性の化合物の合成の間、十分先立ってそのような保護基が導入されなければならない可能性があることが、当業者にはさらに認識される。 [00115] The copolymerizable group may be the same as or different from the remaining groups of the at least difunctional compound. In embodiments where the functional groups are the same, those functional groups that do not react with the maleic anhydride polymer can be shielded from participating in the polymerization process. A number of protecting groups that are well known to those skilled in the art are available for various functional groups. Illustratively, the hydroxyl group can be protected by an isopropylidene group. Such protecting groups can be removed after the polymerization, and thus the functional group (s) that are no longer masked are available for coupling, crosslinking or copolymerization reactions. For example, an isopropylidene protecting group that masks a hydroxyl group can be removed by acid treatment. One skilled in the art will further recognize that such protecting groups may have to be introduced sufficiently well prior to the synthesis of each at least bifunctional compound.

[00116]そのような両親媒性ポリマー、及びそれらでコーティングされたナノ結晶の製造の例は、ＰＣＴ／ＳＧ２００８／０００３５６に記載されている。いくつかの例は、実施例６にも列挙されている。本発明において使用可能なその他の両親媒性ナノ結晶は、例えば、Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ−Ａｒｇｕｅｌｌｅｓ，Ｍ．Ｔ．、Ｙａｋｏｖｌｅｖ，Ａ．ら（２００７年、ＮａｎｏＬｅｔｔ．、第７巻、第９号、２６１３頁）、及びＣｈｅｎｇ−Ａｎ，Ｊ．Ｌ．、Ｒａｌｐｈ，Ａ．ら（２００８年、ｓｍａｌｌ、第４巻、第３号、３３４頁）の論文に記載されている。Ｃｈｅｎｇ−Ａｎ，Ｊ．Ｌ．、Ｒａｌｐｈ，Ａ．らが説明する両親媒性ナノ結晶は、ポリ（無水マレイン酸）骨格に基づいている。無水物環の断片のアルキルアミンとの反応は、ナノ粒子表面上の疎水性界面活性剤層とのインターカレーションに必要な疎水性側鎖の形成へとつながる。無水物環の別の断片は、官能性有機分子を骨格に連結するために使用される。Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ−Ａｒｇｕｅｌｌｅｓ，Ｍ．Ｔ．、Ｙａｋｏｖｌｅｖ，Ａ．らが説明する両親媒性ナノ結晶は、ポリマー骨格の無水物環の反応の下で、アミノ官能化疎水性炭化水素鎖（ドデシルアミン）を極性骨格（ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）に連結することにより合成される、両親媒性ポリマーを含む。 [00116] Examples of the preparation of such amphiphilic polymers and nanocrystals coated with them are described in PCT / SG2008 / 000356. Some examples are also listed in Example 6. Other amphiphilic nanocrystals that can be used in the present invention are described in, for example, Fernandez-Arguelles, M .; T.A. Yakovlev, A .; (2007, Nano Lett., 7, 9, 2613) and Cheng-An, J. et al. L. Ralph, A .; (2008, small, Vol. 4, No. 3, p. 334). Cheng-An, J. et al. L. Ralph, A .; The amphiphilic nanocrystals they describe are based on a poly (maleic anhydride) skeleton. Reaction of the anhydride ring fragment with alkylamine leads to the formation of hydrophobic side chains necessary for intercalation with the hydrophobic surfactant layer on the nanoparticle surface. Another fragment of the anhydride ring is used to link the functional organic molecule to the backbone. Fernandez-Arguelles, M.M. T.A. Yakovlev, A .; The amphiphilic nanocrystals described by the authors, under the reaction of the anhydride ring of the polymer backbone, convert the amino-functionalized hydrophobic hydrocarbon chain (dodecylamine) to a polar backbone (poly (isobutylene-alt-maleic anhydride)). Including amphiphilic polymers synthesized by linking.

[00117]さらなる水溶性ナノ結晶が、Ｄｕｂｅｒｔｒｅｔら（Ｓｃｉｅｎｃｅ（２００２年）２９８、１７５９頁）により説明されている。Ｄｕｂｅｒｔｒｅｔのグループは、４０％の１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン−Ｎ−［メトキシ（ポリエチレングリコール）−２０００］及び６０％の１，２−ジパルミトイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホコリンの混合物で構成されるミセルの疎水性コア内に、ナノ結晶をカプセル化した。ミセルは、ナノ粒子に疎水性界面を提供し、高いコロイド安定性を維持した。ＰＥＧ層の存在が、ナノ結晶を可溶化するための必要条件であった。 [00117] Further water-soluble nanocrystals are described by Dubertret et al. (Science (2002) 298, 1759). Dubertret's group consists of 40% 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N- [methoxy (polyethylene glycol) -2000] and 60% 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero. Nanocrystals were encapsulated in the hydrophobic core of micelles composed of a mixture of -3-phosphocholine. The micelles provided a hydrophobic interface for the nanoparticles and maintained high colloidal stability. The presence of the PEG layer was a prerequisite for solubilizing the nanocrystals.

[00118]その他の著者は、Ｄｕｂｅｒｔｒｅｔのグループの方法のようなポリマーミセル形成ではなく、両親媒性ポリマーによるナノ結晶の直接コーティングに依存するさらなる可能性に関して報告した。両親媒性アルキル変性（オクチルアミン又はイソプロピルアミン）低分子量ポリアクリル酸が、ＴＯＰＯ保護ナノ結晶をコーティングし、ナノ結晶を水に可溶化することの実証が成功している（Ｗｕ，Ｘ．ら、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．（２００３年）２１、４１頁；Ｍａｔｔｈｅａｋｉｓ，Ｌ．Ｃ．ら、Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．（２００４年）３２７、２００頁；ＬｕｃｃａｒｄｉｎｉＣ．ら、Ｌａｎｇｍｕｉｒ（２００６年）２２、２３０４頁）。ある研究において、Ｌｕｃｃａｒｄｉｎｉら（同書）は、コーティングされたナノ結晶の脂質膜とのｐＨ依存性相互作用について報告している。彼らは、生物学的緩衝液中で、ポリマーコーティングされたナノ結晶と膜との間の相互作用が、緩衝液のｐＨにより制御可能であることを見出した。Ｇａｏらの研究では、ポリブチルアクリレート部分（疎水性）、ポリエチルアクリレート部分（疎水性）、及びポリメタクリル酸部分（親水性）からなる高分子量両親媒性ＡＢＣトリブロックコポリマーを使用して、ＱＤが直接カプセル化された（ＧａｏＸ．ら、Ｎａｔ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．（２００４年）２２、９６９頁）。 [00118] Other authors reported on the additional possibility of relying on direct coating of nanocrystals with amphiphilic polymers, rather than polymer micelle formation as in the Dubertret group method. Amphiphilic alkyl-modified (octylamine or isopropylamine) low molecular weight polyacrylic acid has been successfully demonstrated to coat TOPO-protected nanocrystals and solubilize the nanocrystals in water (Wu, X. et al., Nat. Biotechnol. (2003) 21, 41; Mattheakis, LC et al., Anal.Biochem. (2004) 327, 200; Luccardini C. et al., Langmuir (2006) 22, 2304). In one study, Luccardini et al. (Ibid.) Report on the pH-dependent interaction of coated nanocrystals with lipid membranes. They found that in biological buffers, the interaction between polymer-coated nanocrystals and membranes can be controlled by the pH of the buffer. In a study by Gao et al., Using a high molecular weight amphiphilic ABC triblock copolymer consisting of a polybutyl acrylate moiety (hydrophobic), a polyethyl acrylate moiety (hydrophobic), and a polymethacrylic acid moiety (hydrophilic), QD Was directly encapsulated (Gao X. et al., Nat. Biotechnol. (2004) 22, 969).

[00119]疎水性ＱＤを直接水に移すために使用される異なるクラスのポリマーは、ポリ（無水マレイン酸ａｌｔ−１−テトラデセン）である（Ｐｅｌｌｅｇｒｉｎｏ，Ｔ．ら、ＮａｎｏＬｅｔｔ．（２００４年）４、７０３頁；Ｙｕ，Ｗ．Ｗ．ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．（２００７年）１２９、２８７１頁）。ポリマーシェルの安定性は、ビス（６−アミノヘキシル）アミン架橋剤の添加により増加した。 [00119] A different class of polymers used to transfer hydrophobic QDs directly into water is poly (alt-1-tetradecene maleic anhydride) (Pellegrino, T. et al., Nano Lett. (2004) 4 , 703; Yu, WW, et al., J. Am. Chem. Soc. (2007) 129, 2871). The stability of the polymer shell was increased by the addition of bis (6-aminohexyl) amine crosslinker.

[00120]ナノ結晶に加え、本発明の植物はまた、フルオロフォア等の有機染料を含むことができる。フルオロフォアの例は、ほんのいくつかを挙げると、ヒドロキシクマリン（青色）、例えば７−ヒドロキシクマリン−３−カルボン酸；メトキシクマリン（青色）、例えば７−メトキシクマリン−４−酢酸；シアニン染料、例えばシアニン（Ｃｙ２、濃緑）、インドカルボシアニン（Ｃｙ３）、インドジカルボシアニン（Ｃｙ５）；アミノクマリン（青色）、例えば７−アミノクマリン；ＦＡＭ（濃緑色）、例えば５−カルボキシフルオレセイン（５−ＦＡＭ）；アレクサフルオル、例えばアレクサフルオル３５０、４０５、４３０、４８８、５００、５１４、５３２、５４６、５５５、５６８、５９４、６１０、６３３、６４７、６６０、６８０、７００及び７５０；フルオレセイン（ＦＩＴＣ；ＣＡＳ番号：２３２１−０７−５）（薄緑色）；ＨＥＸフルオロフォア（薄緑色）、例えば６−カルボキシ−２’，４，４’，５’，７，７’−ヘキサクロロフルオレセイン；ＴＲＩＴＣ（黄色）、例えばテトラメチルローダミン６−イソチオシアネートクロリド（６−ＴＲＩＴＣ）；Ｒ−フィコエリトリン（ＰＥ）（黄色）；テキサスレッド（Ｃ_３１Ｈ_２９Ｓ_２Ｎ_２Ｏ_６Ｃｌ_１；ＣＡＳ番号：８２３５４−１９−６）（橙色）；カルボキシテトラメチルローダミン（ＴＡＭＡＲＡ）（赤色）；６−カルボキシル−Ｘ−ローダミン（６−Ｒｏｘ）（赤色）；又はアロフィコシアニン（Ａ−ＰＣ）（赤色）を含むが、これらに限定されない。一実施例において、ナノ結晶と混合することができるフルオロフォアとして、フルオレセインが使用されている（図４を参照）。 [00120] In addition to nanocrystals, the plants of the present invention can also include organic dyes such as fluorophores. Examples of fluorophores are hydroxycoumarin (blue), such as 7-hydroxycoumarin-3-carboxylic acid; methoxycoumarin (blue), such as 7-methoxycoumarin-4-acetic acid; Cyanine (Cy2, dark green), indocarbocyanine (Cy3), indodicarbocyanine (Cy5); aminocoumarin (blue), such as 7-aminocoumarin; FAM (dark green), such as 5-carboxyfluorescein (5-FAM) Alexa Fluor, such as Alexa Fluor 350, 405, 430, 488, 500, 514, 532, 546, 555, 568, 594, 610, 633, 647, 660, 680, 700 and 750; Fluorescein (FITC; CAS Number: 2321-07-5) (light green HEX fluorophore (light green), such as 6-carboxy-2 ′, 4,4 ′, 5 ′, 7,7′-hexachlorofluorescein; TRITC (yellow), such as tetramethylrhodamine 6-isothiocyanate chloride (6) -TRITC); R- phycoerythrin (PE) (yellow); Texas Red _{_{_{_{(C 31 H 29 S 2 N}}}} 2 O 6 Cl 1; CAS number: 82354-19-6) (orange); carboxytetramethylrhodamine (TAMARA) (Red); including, but not limited to, 6-carboxyl-X-rhodamine (6-Rox) (red); or allophycocyanin (A-PC) (red). In one example, fluorescein is used as a fluorophore that can be mixed with nanocrystals (see FIG. 4).

[00121]有機染料はまた、発色団、例えばアゾ化合物、リコペン、β−カロテン、アントシアニン、フルオレセイン及びルシフェリンを含み得るが、これらに限定されない。 [00121] Organic dyes may also include, but are not limited to, chromophores such as azo compounds, lycopene, β-carotene, anthocyanins, fluorescein and luciferin.

[00122]ナノ結晶及び有機染料のそのような混合物は、少なくとも１種類のナノ結晶及び少なくとも１種類の有機染料のそのような混合物を含む植物の異なる色をもたらすことができる。 [00122] Such a mixture of nanocrystals and organic dyes can result in different colors of plants comprising such a mixture of at least one nanocrystal and at least one organic dye.

[00123]別の態様において、本発明は、少なくとも１種類のナノ結晶で植物を着色する方法であって、
それに溶解した少なくとも１種類のナノ結晶を含む溶液を提供するステップと、
植物を前記溶液と接触させるステップと
を含む方法に関する。 [00123] In another embodiment, the present invention is a method of coloring a plant with at least one nanocrystal comprising:
Providing a solution comprising at least one nanocrystal dissolved therein;
Contacting the plant with the solution.

[00124]本発明の上記方法において、まず、ナノ結晶は、好適な溶媒又はそのような溶媒の混合物中に提供され、すなわち溶液は溶媒と少なくとも１種類のナノ結晶との混合物であり、ナノ結晶は溶媒に溶解している。 [00124] In the above method of the invention, first the nanocrystals are provided in a suitable solvent or a mixture of such solvents, ie the solution is a mixture of a solvent and at least one nanocrystal, Is dissolved in a solvent.

[00125]この点で、好適とは、ナノ結晶がそれぞれの溶媒に可溶であるべきであることを意味する。そのような溶媒の例は、非プロトン性溶媒及び／又は非極性溶媒、例えば非プロトン性非極性溶媒であるが、これに限定されない。後者は、鉱物油、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ピリジン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、二硫化炭素、ジオキサン、ジエチルエーテル、１−オクタデセン、９−オクタデセン、ジイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、テトラヒドロフラン又はこれらの混合物を含み得るが、これらに限定されない。一実施例において、１−オクタデセンを使用してナノ結晶を溶解している。 [00125] In this regard, preferred means that the nanocrystals should be soluble in the respective solvent. Examples of such solvents are, but are not limited to, aprotic solvents and / or nonpolar solvents such as aprotic nonpolar solvents. The latter are mineral oil, hexane, heptane, cyclohexane, benzene, toluene, pyridine, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, carbon disulfide, dioxane, diethyl ether, 1-octadecene, 9-octadecene, diisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether , Tetrahydrofuran or a mixture thereof, but is not limited thereto. In one example, 1-octadecene is used to dissolve the nanocrystals.

[00126]別の実施例において、プロトン性溶媒が使用される。プロトン性溶媒は、例えば、ヒドロキシル基中等の酸素又はアミノ基中等の窒素に結合した水素原子を有する溶媒である。より一般的には、フッ化水素等の解離性Ｈ^＋を含有する任意の分子溶媒が、プロトン性溶媒と呼ばれる。そのような溶媒の分子は、Ｈ^＋（プロトン）を供与することができる。極性プロトン性溶媒の例は、水、メタノール、エタノール、ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、ギ酸、酢酸、ジメチルアルシン酸［（ＣＨ_３）_２ＡｓＯ（ＯＨ）］、アニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、又はクロロフェノールを含むが、これらに限定されない。具体的には、水溶性ナノ結晶が使用される場合、水等のプロトン性溶媒を使用することができる。 [00126] In another embodiment, a protic solvent is used. A protic solvent is, for example, a solvent having a hydrogen atom bonded to oxygen such as in a hydroxyl group or nitrogen such as in an amino group. More generally, any molecular solvent containing a dissociative H ⁺ such as hydrogen fluoride is called a protic solvent. Such solvent molecules can donate H ⁺ (protons). Examples of polar protic solvents are water, methanol, ethanol, butyl alcohol, tert-butyl alcohol, phenol, cyclohexanol, formic acid, acetic acid, dimethylarsinic acid [(CH ₃ ) ₂ AsO (OH)], aniline, N, Including, but not limited to, N-dimethyl-formamide, N, N-diisopropylethylamine, or chlorophenol. Specifically, when water-soluble nanocrystals are used, a protic solvent such as water can be used.

[00127]好適な非極性溶媒のさらなる例は、非極性イオン液体である。非極性イオン液体の例は、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドビス（トリフリル）アミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス［（トリフルオロメチル）スルホニル］アミドトリフルオロアセテート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウムビス［オキサラト（２−）］ボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムトリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、１−ブチル−３−メチル−イミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、Ｎ”−エチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルグアニジニウム、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムトリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド及び１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウムを含むが、これらに限定されない。極性非プロトン性溶媒の例は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、イソブチルイソブチレート、エチレングリコールジアセテート、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリドン、及びジメチルスルホキシドを含むが、これらに限定されない。 [00127] A further example of a suitable nonpolar solvent is a nonpolar ionic liquid. Examples of non-polar ionic liquids are 1-ethyl-3-methylimidazolium bis [(trifluoromethyl) sulfonyl] amide bis (trifuryl) amide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis [(trifluoromethyl) sulfonyl] Amidotrifluoroacetate, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-hexyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethyl) Sulfonyl) imide, trihexyl (tetradecyl) phosphonium bis [oxalato (2-)] borate, 1-hexyl-3-methylimidazolium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, 1-butyl-3-methyl-imidazo Um hexafluorophosphate, tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, trihexyl (tetradecyl) phosphonium, N ″ -ethyl-N, N, N ′, N′-tetramethylguanidinium, 1-butyl-1-methylpyrrole Dinium tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-ethyl-3- Examples include, but are not limited to, methyl imidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide and 1-n-butyl-3-methylimidazolium Examples of polar aprotic solvents include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, Cyclohexanone, ethyl acetate, isobutyl isobutyrate, ethylene glycol diacetate, dimethylformamide, acetonitrile, N, N- dimethylacetamide, nitromethane, acetonitrile, N- methylpyrrolidone, and including dimethyl sulfoxide, but are not limited to.

[00128]一実施例において、溶媒は、高沸点を有する溶媒である。そのような溶媒の例は、１−オクタデセン又は９−オクタデセンを含む。それらの沸点は２５０℃を超える。他の例は、２種の非常に安定な化合物、ビフェニル（Ｃ_１２Ｈ_１０）及びジフェニルオキシド（Ｃ_１２Ｈ_１０Ｏ）の共融混合物である、沸点が２７５．１℃のダウサムＡ、又は、一般式Ｃ_１２Ｈ_１０−ｘＣｌ_ｘのポリ塩化ビフェニル、例えば沸点が３５９℃のサーミノール６６を含むが、これらに限定されない。別の実施形態において、ヘキサン、シクロヘキサン、クロロホルム等の低沸点溶媒を使用することができる。 [00128] In one example, the solvent is a solvent having a high boiling point. Examples of such solvents include 1-octadecene or 9-octadecene. Their boiling point exceeds 250 ° C. Other examples are very stable compounds of two, biphenyl _(C 12 _{H 10)} and a eutectic mixture of diphenyl oxide _(C 12 _{H 10} O), having a boiling point of 275.1 ° C. Dowtherm A, or, Polychlorinated biphenyls of the general formula C ₁₂ H _10-x Cl _x include, but are not limited to, therminol 66 having a boiling point of 359 ° C. In another embodiment, low boiling solvents such as hexane, cyclohexane, chloroform can be used.

[00129]水溶性ナノ結晶は、水溶液中に容易に混合又は溶解することができる。そのような水溶液は、植物が根又は切断された茎から取り込むのに好適である。非水溶性、すなわち疎水性のナノ結晶が使用される場合、それらは、植物が根又は切断された茎から取り込むことができる好適な溶媒、例えば疎水性又は両親媒性溶媒に溶解させる必要がある。本明細書に記載の実施例の１つ（実施例１を参照）において使用されたオクタデセンに加え、その他の疎水性溶媒を使用することができる。例としては、ほんのいくつかを挙げると、大豆油、菜種油、ひまわり油、オリーブ油等の植物油が含まれる。疎水性ナノ結晶は、植物が根又は切断された茎から取り込む前に、まずそのような油に溶解させることができる。 [00129] Water-soluble nanocrystals can be easily mixed or dissolved in an aqueous solution. Such an aqueous solution is suitable for the plant to take up from roots or cut stems. If water-insoluble, ie hydrophobic, nanocrystals are used, they need to be dissolved in a suitable solvent that the plant can take up from roots or cut stems, for example hydrophobic or amphiphilic solvents . In addition to the octadecene used in one of the examples described herein (see Example 1), other hydrophobic solvents can be used. Examples include vegetable oils such as soybean oil, rapeseed oil, sunflower oil, olive oil, to name just a few. Hydrophobic nanocrystals can be first dissolved in such oil before the plant takes up from the roots or cut stems.

[00130]また、疎水性ナノ粒子を非疎水性溶媒中に分散させることも可能である。例えば、上述のような極性又は水性溶媒中に疎水性ナノ結晶を分散させることにより、水−油エマルジョンを生成することができる。 [00130] It is also possible to disperse hydrophobic nanoparticles in a non-hydrophobic solvent. For example, a water-oil emulsion can be produced by dispersing hydrophobic nanocrystals in a polar or aqueous solvent as described above.

[00131]本発明の別の態様において、植物の根が溶液中に含浸される。別の態様において、植物の茎が切断され、切断された茎を有する植物が溶液中に入れられる。そのような場合、植物の細胞壁及び表皮物質は主として長鎖脂肪酸で構成されるため、発光性ナノ結晶は、長鎖炭化水素、例えば２つだけ例を挙げると、１−オクタデセン又は９−オクタデセン等に分散される。 [00131] In another embodiment of the present invention, plant roots are impregnated in the solution. In another embodiment, the plant stems are cut and plants with the cut stems are placed in solution. In such a case, since the plant cell wall and epidermis are mainly composed of long chain fatty acids, the luminescent nanocrystals are long chain hydrocarbons, such as 1-octadecene or 9-octadecene, to name just two examples. To be distributed.

[00132]一実施例において、デンドロビウムホワイトフェアリーというランに、オクタデセンに溶解したナノ結晶を取り込ませた。植物に有機媒体の特殊な輸送チャネルがないため、ナノ結晶の花への拡散は非常に低速度で生じる。ナノ結晶を含む有機溶媒溶液に植物の切断された茎を含浸することにより着色された植物の例を、図２に示す。別の実施例において、ナノ結晶とフルオロフォアの混合物が、有機染料に溶解された。後に、植物の切断された茎がこの溶液に含浸されたが、植物への取込み後、示された植物は多色であった（例えば図４ａを参照）。 [00132] In one example, a run called Dendrobium White Fairy incorporated nanocrystals dissolved in octadecene. Since plants do not have special transport channels for organic media, the diffusion of nanocrystals into flowers occurs at a very low rate. An example of a plant colored by impregnating a cut stem of the plant with an organic solvent solution containing nanocrystals is shown in FIG. In another example, a mixture of nanocrystals and fluorophore was dissolved in an organic dye. Later, the cut stems of the plants were impregnated with this solution, but after incorporation into the plants, the plants shown were multicolored (see, eg, FIG. 4a).

[00133]本発明の別の態様において、空中部分又は植物全体を、好適な溶媒に溶解した少なくとも１種類のナノ結晶又はナノ結晶と有機染料の混合物を含む溶液と接触させた。 [00133] In another embodiment of the invention, the aerial part or the entire plant was contacted with a solution comprising at least one nanocrystal or a mixture of nanocrystals and organic dye dissolved in a suitable solvent.

[00134]植物のこの溶液との接触は、植物の空中部分若しくは植物全体を溶液に浸漬するか、又は溶液を噴霧することにより行うことができる。図１は、溶液で浸漬コーティングされたデンドロビウムホワイトフェアリーというランの例を示す。ナノ結晶、又はナノ結晶と有機染料の混合物は、植物の表面に吸着され、また、表皮／クチクラの植物細胞により部分的に取り込まれる。 [00134] Contact of the plant with this solution can be effected by immersing the aerial part of the plant or the entire plant in the solution or by spraying the solution. FIG. 1 shows an example of a run called Dendrobium White Fairy that is dip-coated with a solution. Nanocrystals, or a mixture of nanocrystals and organic dyes, are adsorbed on the plant surface and are partially taken up by the epidermis / cuticle plant cells.

[00135]少なくとも１種類のナノ結晶の濃度は、約０．００１ｍｍｏｌ／ｌから１ｍｍｏｌ／ｌ、又は約０．０１ｍｍｏｌ／ｌから１ｍｍｏｌ／ｌ、又は約０．１ｍｍｏｌ／ｌから０．５ｍｍｏｌ／ｌである。使用可能な有機染料の濃度は、０．００１〜１．０ｍｏｌ／Ｌ、又は約０．０１ｍｍｏｌ／ｌから１ｍｍｏｌ／ｌ、又は約０．１ｍｍｏｌ／ｌから０．５ｍｍｏｌ／ｌの範囲内である。 [00135] The concentration of the at least one nanocrystal is about 0.001 mmol / l to 1 mmol / l, or about 0.01 mmol / l to 1 mmol / l, or about 0.1 mmol / l to 0.5 mmol / l. is there. The concentration of organic dye that can be used is in the range of 0.001 to 1.0 mol / L, or about 0.01 mmol / l to 1 mmol / l, or about 0.1 mmol / l to 0.5 mmol / l.

[00136]本発明の植物は、ある特定の波長の光に曝露されている際に、少なくとも１種類のナノ結晶の取込み又はそれとの接触により付与される色で観察され得る。これは、可視領域及びＵＶ光の下で可能である。ほとんどのナノ結晶は、ＵＶ光に曝露されると、特定の色を発する。 [00136] The plants of the present invention may be observed in a color imparted upon exposure to or contact with at least one nanocrystal when exposed to light of a particular wavelength. This is possible in the visible region and under UV light. Most nanocrystals emit a specific color when exposed to UV light.

[00137]本明細書で例示的に説明される発明は、本明細書で具体的に開示されていない要素（複数を含む）、制限（複数を含む）がない場合に好適に実践することができる。したがって、例えば、「備える」、「含む」、「含有する」等の用語は、広範に、また制限なく解釈されるものとする。さらに、本明細書において使用されている用語及び表現は、説明のために用いられており、制限を目的とせず、そのような用語及び表現の使用において、示され説明される特徴又はその一部のいかなる等価物をも除外する意図はなく、請求される本発明の範囲内で様々な修正が可能であることが理解される。したがって、本発明は好ましい実施形態及び任意選択の特徴により具体的に開示されているが、本明細書において開示される、具現化された本発明の修正及び変型が当業者により成されてもよく、またそのような修正及び変型は、本発明の範囲内とみなされることが理解されるべきである。 [00137] The invention illustratively described herein may be suitably practiced in the absence of element (s), limitation (s) that are not specifically disclosed herein. it can. Thus, for example, terms such as “comprising”, “including”, “containing” are to be interpreted broadly and without limitation. Furthermore, the terms and expressions used herein are used for purposes of explanation and are not intended to be limiting and in the use of such terms and expressions, the features shown or described, or portions thereof. It is understood that there is no intention to exclude any equivalents of these, and that various modifications are possible within the scope of the claimed invention. Thus, although the present invention has been specifically disclosed by means of preferred embodiments and optional features, modifications and variations of the embodied invention disclosed herein may be made by those skilled in the art. It should also be understood that such modifications and variations are considered within the scope of the present invention.

[00138]本発明は、本明細書において、広義に、及び包括的に説明されている。包括的な開示に含まれる下位種及び亜属の分類もまたそれぞれ、本発明の一部を形成する。これは、削除された材料が本明細書に具体的に列挙されているかどうかにかかわらず、任意の主題を属から除く条件又は消極的な限定を伴う本発明の包括的説明を含む。 [00138] The invention has been described broadly and comprehensively herein. Each subgenus and subgenus classification included in the comprehensive disclosure also forms part of the present invention. This includes a comprehensive description of the invention with conditions or passive limitations that exclude any subject matter from the genus, regardless of whether the deleted material is specifically listed herein.

[00139]その他の実施形態は、以下の請求項及び非制限的実施例の範囲内である。さらに、本発明の特徴又は態様がマーカッシュ群に関して説明されている場合、当業者には、本発明が、マーカッシュ群の任意の個々のメンバー又はメンバーの部分群に関しても説明されていることが認識される。 [00139] Other embodiments are within the scope of the following claims and non-limiting examples. Furthermore, if a feature or aspect of the invention is described with respect to a Markush group, those skilled in the art will recognize that the invention is also described with respect to any individual member or subset of members of the Markush group. The

[00140]１．１発光性ナノ結晶の表面吸着／取込み
植物及び枝葉の色の改良を達成する様々な方法がある。簡便な技法であることから、物理的方法が遺伝子組み換えに比べ魅力的である。ラン、例えばデンドロビウムホワイトフェアリーをＣｄＺｎＳｅナノ結晶の溶液中に浸漬コーティングすることによる発光性ナノ結晶の表面吸着／取込みは、３０２／３４５ｎｍ励起によるＵＶ励起の下で極めて発光性の花を示した（図１）。 [00140] 1.1 Surface Adsorption / Incorporation of Luminescent Nanocrystals There are various ways to achieve improved plant and branch color. Because it is a simple technique, the physical method is more attractive than genetic recombination. Surface adsorption / incorporation of luminescent nanocrystals by dip coating a run, such as Dendrobium White Fairy, in a solution of CdZnSe nanocrystals showed highly luminescent flowers under UV excitation with 302/345 nm excitation (FIG. 1).

[00141]オクタデセン中の発光性ナノ結晶の根からの取込み [00141] Incorporation from roots of luminescent nanocrystals in octadecene

[00142]植物の細胞壁及び表皮物質は主として長鎖脂肪酸で構成されるため、オクタデセン等の長鎖炭化水素中に分散した発光性ナノ結晶を設計した。次いで、ランであるデンドロビウムホワイトフェアリーを、オクタデセンに溶解したＣｄＺｎＳｅナノ結晶（量子ドット）を同様に取り込ませた。有機媒体の特殊な輸送チャネルがないため、量子ドットの花への拡散は非常に低速度で生じた。観察可能な輝きを有するためには、ＵＶ励起の下で最低１時間の取込みが、また実質的な取込みには３時間が必要であった。葉脈状のフルオレセイン拡散とは対照的に、ナノ結晶の取込みは、萼片の外周に沿ってより速い速度で生じることが観察された。後に、中央部からの拡散が、花弁及び萼片の端部に向かって、より指向性を持たずに生じた。これは、オクタデセンが、植物のクチクラ及び細胞壁の化学と適合性が高いことにより解釈することができる。１５時間の取込みの結果、花の完全な発色が得られた（図２、下の写真）。 [00142] Since the cell wall and epidermal material of plants are mainly composed of long chain fatty acids, luminescent nanocrystals dispersed in long chain hydrocarbons such as octadecene were designed. Next, CdZnSe nanocrystals (quantum dots) in which Dendrobium white fairy as a run was dissolved in octadecene were incorporated in the same manner. Due to the lack of special transport channels for organic media, the quantum dot flower diffusion occurred at a very low rate. In order to have an observable brightness, a minimum of 1 hour of uptake under UV excitation and 3 hours of substantial uptake were required. In contrast to vein-like fluorescein diffusion, nanocrystal uptake was observed to occur at a faster rate along the outer periphery of the sepal. Later, diffusion from the center occurred with less directivity towards the ends of the petals and sepals. This can be interpreted by the fact that octadecene is highly compatible with plant cuticle and cell wall chemistry. As a result of uptake for 15 hours, complete color development of the flower was obtained (FIG. 2, lower photo).

[00143]一般に、植物の着色は、異なる種類のナノ結晶又は別の有機染料又はその両方の混合物等の着色剤の取込み時間を変えることにより制御可能であると言うこともできる。一実施例においては、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶とフルオレセインの混合物を使用した。両方の着色剤を含む溶液の短い取込み時間の結果、フルオレセインが葉脈を着色し、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶が子房領域、花弁及び萼片の基部及び外周を着色することになる。 [00143] In general, it can also be said that plant coloring can be controlled by varying the uptake time of colorants such as different types of nanocrystals or another organic dye or a mixture of both. In one example, a mixture of CdZnSe nanocrystals and fluorescein was used. As a result of the short uptake time of the solution containing both colorants, fluorescein will color the veins and CdZnSe nanocrystals will color the ovary area, the petals and the bases and circumferences of the sepals.

[00144]発光性量子ドット及び染料の順次的な根からの取込み [00144] Sequential root uptake of luminescent quantum dots and dyes

[00145]さらに一歩進んで、オクタデセンに溶解したＣｄＺｎＳｅナノ結晶及び水性フルオレセイン染料の順次的取込みを示す。ナノ結晶及び有機染料の順次的取込みにより、多色の改良を行うことができる。切断した茎からのナノ結晶の４時間の取込みの後、フルオレセインの１５分間の花への（及び切断した茎からの）取込みを行った。その結果、子房領域においてフルオレセイン−ナノ結晶の組み合わされた発光が得られ、花弁及び萼片において明確な発光コントラストへと広がっていた（図４ａ）が、花の明視野の外見の変化は僅かであった。 [00145] A step further shows the sequential uptake of CdZnSe nanocrystals and aqueous fluorescein dye dissolved in octadecene. Multiple color improvements can be made by the sequential incorporation of nanocrystals and organic dyes. After 4 hours of uptake of nanocrystals from the cut stems, uptake of fluorescein into the flowers for 15 minutes (and from the cut stems) was performed. The result was a combined fluorescein-nanocrystal emission in the ovary region, spreading to a clear emission contrast in the petals and sepals (FIG. 4a), but with a slight change in the bright field appearance of the flower. there were.

[00146]上述の取込みに対応する茎の横断面を、共焦点顕微鏡で観察した（図４ｂ）。標準共焦点像に加え、スペクトル共焦点像を使用して、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶（量子ドット）及びフルオレセインの存在を確認した。適切な波長のサンプリング増分を選択することによりクロストーク情報がないことを確実とし、また自己蛍光を最小化しながら、共焦点像を分光学的に分離した。 [00146] A cross-section of the stem corresponding to the uptake described above was observed with a confocal microscope (Figure 4b). In addition to standard confocal images, spectral confocal images were used to confirm the presence of CdZnSe nanocrystals (quantum dots) and fluorescein. The confocal images were separated spectroscopically while ensuring that there was no crosstalk information by choosing the appropriate wavelength sampling increments and minimizing autofluorescence.

[00147]細胞壁上の染料及びナノ結晶の特異的吸着を、茎の縦断面上でさらに検討した。一貫して、維管束及びそれらの維管束を囲む疎水性領域に沿って、明確な水性領域が観察された。断面の異なる領域の分光分析により、フルオレセイン及びナノ結晶の発光のデータを比較した。染料及びナノ結晶の発光挙動に基づき、共焦点ソフトウェアを使用して、拡大部分を対応する疎水性及び親水性セル表示にデジタル処理で再構成した。 [00147] Specific adsorption of dyes and nanocrystals on the cell wall was further investigated on the longitudinal section of the stem. Consistently, distinct aqueous regions were observed along the vascular bundles and the hydrophobic regions surrounding those vascular bundles. The emission data of fluorescein and nanocrystals were compared by spectroscopic analysis of different regions of cross section. Based on the emission behavior of the dyes and nanocrystals, the confocal software was used to digitally reconstruct the magnified portion into the corresponding hydrophobic and hydrophilic cell displays.

[00148]染料及びナノ結晶の取込みは、商業的に得た白色のデンドロビウムを使用して行った。茎を切断し、０．００１〜１．０ｍｍｏｌ／Ｌ、若しくはこの特定の実施例の場合のように０．０３ｍｏｌ／ｌのオクタデセ−１−エン中ＣｄＺｎＳｅナノ結晶、又は、０．００１〜１．０ｍｏｌ／Ｌ若しくはこの特定の実施例のように０．０３ｍｏｌ／ｌの水中フルオレセインナトリウム（Ｆｌｕｋａ４６９６０）に浸漬した。植物全体の可視着色が望ましい場合、ＣｄＺｎＳｅナノ結晶を含む溶液中に茎を約４時間浸漬した後、フルオレセインを含む溶液中に１５分間浸漬した。次に、茎をそれぞれオクタデセン又は水で洗浄してから、キムワイプクレンジングティッシュで拭き取って乾燥させた。次いで、デジタルカメラＳｏｎｙＣｙｂｅｒｓｈｏｔＤＳＣ−Ｔ１を使用して、ＵＶ下での画像を撮像した。 [00148] Dye and nanocrystal incorporation was performed using commercially obtained white dendrobium. Cut stems and 0.001-1.0 mmol / L, or 0.03 mol / l CdZnSe nanocrystals in octadec-1-ene as in this particular example, or 0.001-1. Soaked in 0 mol / L or 0.03 mol / l fluorescein sodium in water (Fluka 46960) as in this particular example. If visible coloration of the entire plant was desired, the stems were immersed for about 4 hours in a solution containing CdZnSe nanocrystals and then for 15 minutes in a solution containing fluorescein. The stems were then washed with octadecene or water, respectively, and then wiped dry with Kimwipe cleansing tissue. Next, an image under UV was taken using a digital camera Sony Cybershot DSC-T1.

[00149]共焦点画像用に、手術用の刃を用いて茎の断面を慎重にスライスした。次いで、スライスした茎の個々の断面を慎重に顕微鏡用ガラスカバースリップ上に移した。試料を対物レンズに向けて設置し、スペクトル画像分析及び蛍光プローブ分離を備えたＮｉｋｏｎＣ１ｓｉレーザー走査共焦点顕微鏡を使用して画像化を行った。 [00149] For confocal imaging, a cross section of the stem was carefully sliced using a surgical blade. The individual sections of the sliced stems were then carefully transferred onto a microscope glass coverslip. The sample was placed towards the objective lens and imaged using a Nikon C1si laser scanning confocal microscope with spectral image analysis and fluorescent probe separation.

[00150]ＣｄＺｎＳｅナノ結晶の製造は、以下のように行った。 [00150] The production of CdZnSe nanocrystals was performed as follows.

[00151]発光性又は磁性ナノ結晶を調製するために、液体オレイン酸及び液体オクタデセンを使用してナノ結晶を製造した。発光性ナノ結晶の調製手順を、一例として以下に示す。３．１ｍｍｏｌのオレイン酸及び１０ｍＬのオクタデセンを含有するフラスコに、１．０ｍｍｏｌの酸化カドミウム、０．５ｍｍｏｌの酸化亜鉛、３．１ｍｍｏｌのセレンを投入した後、脱ガスし、透明溶液が形成されるまで撹拌しながら３００℃まで加熱した。反応を３０分間続け、反応物質を自然に室温まで冷却した。得られたナノ結晶は、植物への取込みに直接使用することができる。 [00151] To prepare luminescent or magnetic nanocrystals, nanocrystals were produced using liquid oleic acid and liquid octadecene. The procedure for preparing the luminescent nanocrystal is shown below as an example. A flask containing 3.1 mmol oleic acid and 10 mL octadecene is charged with 1.0 mmol cadmium oxide, 0.5 mmol zinc oxide, 3.1 mmol selenium and then degassed to form a clear solution. The mixture was heated to 300 ° C. with stirring. The reaction was continued for 30 minutes and the reactants were allowed to cool naturally to room temperature. The resulting nanocrystals can be used directly for plant uptake.

[00152]オレイン酸の代わりに、大豆油を使用することもできる。前項又は上記実施例１で説明したように、ナノ結晶はこれらの媒体中で形成し得る。また、他の方法で生成されたナノ結晶を精製した後の既製のナノ結晶を溶液中に分散させることも可能である。 [00152] Instead of oleic acid, soybean oil can also be used. As described in the previous section or Example 1 above, nanocrystals can be formed in these media. It is also possible to disperse the ready-made nanocrystals in the solution after purifying the nanocrystals produced by other methods.

[00153]２．低沸点の非極性溶媒を使用した均質混合物中の２成分金属酸化物の合成 [00153] 2. Synthesis of binary metal oxides in homogeneous mixtures using low boiling nonpolar solvents

[00154]２．１２成分金属酸化物ＺｎＯの合成 [00154] 2.1 Synthesis of two-component metal oxide ZnO

[00155]３．０ｍｍｏｌのＺｎＯを７．５ｍｍｏｌのオレイン酸に２６０℃で溶解し、透明溶液を形成した。室温まで冷却した後、１８ｍｌのヘキサン及び６ｍｍｏｌのオレイルアミンを添加し、次いで１００ｍＬＰａｒｒ反応器４９５０に移し、Ｎ_２ガスでパージした。混合物を撹拌しながら迅速に３２０℃に加熱し、３０分間同じ温度に維持した。次いで、単に熱を取り除いて冷却することにより、反応を停止させた。最終生成物を単純な遠心分離−分散プロセスにより精製した。すなわち、沈殿したナノ結晶を回収して乾燥させるか、又は保存のためにヘキサン等の有機溶媒中に再溶解することができる。 [00155] 3.0 mmol ZnO was dissolved in 7.5 mmol oleic acid at 260 ° C to form a clear solution. After cooling to room temperature, 18 ml of hexane and 6 mmol of oleylamine were added, then transferred to a 100 mL Parr reactor 4950 and purged with N ₂ gas. The mixture was rapidly heated to 320 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 30 minutes. The reaction was then stopped by simply removing heat and cooling. The final product was purified by a simple centrifugation-dispersion process. That is, the precipitated nanocrystals can be collected and dried, or redissolved in an organic solvent such as hexane for storage.

[00156]２．２３成分量子ドットＺｎＣｄＳｅの合成 [00156] 2.2 Synthesis of three-component quantum dots ZnCdSe

[00157]０．３ｍｍｏｌのＺｎＯ及び０．３ｍｍｏｌのＣｄＯを、２．４ｍｍｏｌのオレイン酸に３２０℃で溶解し、透明な均質溶液を形成した。６０℃まで冷却した後、２．４ｍＬのＳｅ溶液（１ＭＴＯＰ−Ｓｅ溶液）及び５ｇのヘキサデシルアミン（ＨＤＡ）を、２ｇのトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）及び２０ｍＬのヘキサンとともに添加し、次いで１００ｍＬＰａｒｒ反応器４９５０に移し、Ｎ_２ガスでパージした。混合物を撹拌しながら迅速に３２０℃に加熱し、３０分から３時間同じ温度に維持した。熱を取り除いて冷却することにより、反応を停止させた。得られたナノ結晶を単純な遠心分離／分散プロセスにより精製した。すなわち、沈殿したナノ結晶を回収して乾燥させるか、又は沈殿した生成物を保存のためにヘキサン等の有機溶媒中に再溶解することができる。 [00157] 0.3 mmol ZnO and 0.3 mmol CdO were dissolved in 2.4 mmol oleic acid at 320 ° C to form a clear homogeneous solution. After cooling to 60 ° C., 2.4 mL Se solution (1M TOP-Se solution) and 5 g hexadecylamine (HDA) are added along with 2 g trioctylphosphine oxide (TOPO) and 20 mL hexane, then 100 mL Transferred to Parr reactor 4950 and purged with N ₂ gas. The mixture was rapidly heated to 320 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 30 minutes to 3 hours. The reaction was stopped by removing the heat and cooling. The resulting nanocrystals were purified by a simple centrifugation / dispersion process. That is, the precipitated nanocrystals can be collected and dried, or the precipitated product can be redissolved in an organic solvent such as hexane for storage.

[00158]２．３３成分量子ドットＭｇＦｅ_２Ｏ_４の合成 [00158] 2.3 Synthesis of three-component quantum dots MgFe ₂ O ₄

[00159]０．４ｍｍｏｌの炭酸マグネシウム及び０．４ｍｍｏｌの酢酸第一鉄を、３．０ｍｍｏｌのオレイン酸に３２０℃で溶解し、透明な均質溶液を形成した。６０℃まで冷却した後、５ｇのオレイルアミン及び２０ｍＬのヘキサンを添加し、次いで１００ｍＬＰａｒｒ反応器４９５０に移し、Ｎ_２ガスでパージした。混合物を撹拌しながら迅速に３２０℃に加熱し、３０分から３時間同じ温度に維持した。熱を取り除いて冷却することにより、反応を停止させた。遠心分離後、沈殿した生成物を回収及び乾燥させるか、又は保存のためにヘキサン等の有機溶媒中に再溶解した。 [00159] 0.4 mmol magnesium carbonate and 0.4 mmol ferrous acetate were dissolved in 3.0 mmol oleic acid at 320 ° C. to form a clear homogeneous solution. After cooling to 60 ° C., 5 g oleylamine and 20 mL hexane were added, then transferred to a 100 mL Parr reactor 4950 and purged with N ₂ gas. The mixture was rapidly heated to 320 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 30 minutes to 3 hours. The reaction was stopped by removing the heat and cooling. After centrifugation, the precipitated product was collected and dried, or redissolved in an organic solvent such as hexane for storage.

[00160]２．４ＮｉＦｅ_２Ｏ_４ナノ結晶の合成 [00160] 2.4 Synthesis of NiFe ₂ O ₄ nanocrystals

[00161]１．０ｍｍｏｌの酢酸ニッケル及び２．０ｍｍｏｌの鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネートを、９．０ｍｍｏｌのオレイン酸に１５０℃で溶解し、均質溶液を形成した。６０℃まで冷却した後、５ｍＬのトリオクチルアミン及び２０ｍＬのヘキサンを添加し、次いで１００ｍＬＰａｒｒ反応器４９５０に移し、Ｎ_２ガスでパージした。混合物を撹拌しながら迅速に３２０℃に加熱し、３０分から１時間同じ温度に維持した。熱を取り除いて冷却することにより、反応を停止させた。ここで、１．０ｍｍｏｌの酢酸ニッケル及び２．０ｍｍｏｌの鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトネートを、５ｍＬのトリオクチルアミン及び５ｍＬのＯＤＥとともに、９．０ｍｍｏｌのオレイン酸に１５０℃で溶解し、均質溶液を形成した。次いでこれを撹拌しながら、１気圧で迅速に３２０℃に加熱し、３０分から１時間同じ温度に維持した。熱を取り除いて冷却することにより、反応を停止させた。得られた混合物に遠心分離を施し、得られたナノ結晶を回収及び乾燥させるか、又は保存目的でヘキサン等の有機溶媒中に再溶解した。 [00161] 1.0 mmol of nickel acetate and 2.0 mmol of iron (III) acetylacetonate were dissolved in 9.0 mmol of oleic acid at 150 ° C. to form a homogeneous solution. After cooling to 60 ° C., 5 mL trioctylamine and 20 mL hexane were added, then transferred to a 100 mL Parr reactor 4950 and purged with N ₂ gas. The mixture was rapidly heated to 320 ° C. with stirring and maintained at the same temperature for 30 minutes to 1 hour. The reaction was stopped by removing the heat and cooling. Here, 1.0 mmol of nickel acetate and 2.0 mmol of iron (III) acetylacetonate are dissolved in 9.0 mmol of oleic acid together with 5 mL of trioctylamine and 5 mL of ODE at 150 ° C. to obtain a homogeneous solution. Formed. This was then rapidly heated to 320 ° C. at 1 atmosphere with stirring and maintained at the same temperature for 30 minutes to 1 hour. The reaction was stopped by removing the heat and cooling. The resulting mixture was centrifuged and the resulting nanocrystals were collected and dried, or redissolved in an organic solvent such as hexane for storage purposes.

[00162]３．１ＴＯＰＯキャップ（ＣｄＳｅ）−ＺｎＳナノ結晶（量子ドット、ＱＤ）の調製 [00162] 3.1 Preparation of TOPO cap (CdSe) -ZnS nanocrystals (quantum dots, QD)

[00163]トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）／トリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰＯ）キャップＣｄＳｅナノ結晶を、以下のように調製した。ＴＯＰＯ（３０ｇ）をフラスコに入れ、真空下（約１トル）、１８０℃で１時間乾燥させた。次いでフラスコを窒素で満たし、３５０℃に加熱した。不活性雰囲気のドライボックス内で、ＣｄＭｅ_２（２００ｍｌ）、１ＭＴＯＰＳｅ溶液（４．０ｍｌ）、及びＴＯＰ（１６ｍｌ）の注入溶液を調製した。注入溶液を完全に混合し、シリンジに装填してドライボックスから取り出した。 [00163] Trioctylphosphine (TOP) / trioctylphosphine oxide (TOPO) capped CdSe nanocrystals were prepared as follows. TOPO (30 g) was placed in a flask and dried at 180 ° C. for 1 hour under vacuum (about 1 Torr). The flask was then filled with nitrogen and heated to 350 ° C. An injection solution of CdMe ₂ (200 ml), 1M TOPSe solution (4.0 ml), and TOP (16 ml) was prepared in a dry box in an inert atmosphere. The infusion solution was thoroughly mixed and loaded into a syringe and removed from the dry box.

[00164]反応から熱を取り除き、激しく撹拌しているＴＯＰＯに反応混合物を単回の連続注入で移した。反応フラスコを再び加熱し、温度を２６０〜２８０℃まで徐々に上げた。反応後、反応フラスコを約６０℃に冷却し、ＴＯＰＯの固化を防ぐために２０ｍｌのブタノールを添加した。大量のメタノールを過剰に添加すると、粒子が凝集する。遠心分離により凝集物を上澄液から分離した。得られた粉末は様々な有機溶媒に分散させて光学的に透明な溶液を生成することができる。 [00164] Heat was removed from the reaction and the reaction mixture was transferred to a vigorously stirred TOPO in a single continuous injection. The reaction flask was heated again and the temperature was gradually increased to 260-280 ° C. After the reaction, the reaction flask was cooled to about 60 ° C. and 20 ml of butanol was added to prevent solidification of TOPO. When a large amount of methanol is added excessively, the particles aggregate. Aggregates were separated from the supernatant by centrifugation. The resulting powder can be dispersed in various organic solvents to produce an optically clear solution.

[00165]５ｇのＴＯＰＯを含有するフラスコを真空下で数時間１９０℃に加熱した後、６０℃に冷却し、その後０．５ｍｌのトリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）を添加した。ヘキサン中に分散した約０．１〜０．４μｍｏｌのＣｄＳｅドットを、シリンジにより反応槽に移し、溶媒をポンプで取り除いた。ジエチル亜鉛（ＺｎＥｔ_２）及びヘキサメチルジシラチアン（（ＴＭＳ）_２Ｓ）を、それぞれＺｎ及びＳの前駆体として使用した。不活性雰囲気グローブボックス内で、等モル量の前駆体を２〜４ｍｌのＴＯＰに溶解した。前駆体溶液をシリンジに装填し、反応フラスコに取り付けられた添加用漏斗に移した。添加が完了した後、混合物を９０℃に冷却し、数時間撹拌を続けた。室温への冷却時のＴＯＰＯの固化を防ぐために、ブタノールを混合物に添加した。 [00165] A flask containing 5 g of TOPO was heated to 190 ° C under vacuum for several hours, then cooled to 60 ° C, after which 0.5 ml of trioctylphosphine (TOP) was added. About 0.1 to 0.4 μmol of CdSe dots dispersed in hexane was transferred to the reaction vessel by a syringe, and the solvent was removed by a pump. Diethyl zinc (ZnEt ₂ ) and hexamethyldisilathiane ((TMS) ₂ S) were used as precursors for Zn and S, respectively. In an inert atmosphere glove box, an equimolar amount of precursor was dissolved in 2-4 ml of TOP. The precursor solution was loaded into a syringe and transferred to an addition funnel attached to the reaction flask. After the addition was complete, the mixture was cooled to 90 ° C. and stirring was continued for several hours. Butanol was added to the mixture to prevent solidification of TOPO upon cooling to room temperature.

[00166]３．２ γ−シクロデキストリンとのホスト−ゲスト錯体形成による水溶性ナノ結晶の調製 [00166] 3.2 Preparation of water-soluble nanocrystals by host-guest complex formation with γ-cyclodextrin

[00167]３．１において得られた、ＴＯＰ／ＴＯＰＯによる疎水性キャッピングを有するナノ結晶を、２００μｌのクロロホルム／ヘキサン（１：１）混合物に溶解した。約０．５ｇのγ−シクロデキストリン及びナノ結晶溶液を、２０ｍｌの脱イオン水の溶液に添加した。濁った溶液が形成されるまで、混合物を約８時間還流した。ロータリーエバポレータを使用して水のほとんどを除去し、次いで、形成されたホスト−ゲスト含有錯体を遠心分離により単離した。回収された固体をさらに水で洗浄して、遊離シクロデキストリン分子を除去した。ＴＯＰ／ＴＯＰＯを介してシクロデキストリンとホスト−ゲスト錯体を形成した、そのようにして得られたナノ結晶を、固体状態で保存した。これは、超音波処理を用いて水中に溶解させることにより、容易に水中に移すことができる。ホスト／ゲスト錯体により保護されたナノ結晶は、比較的長時間、固体状態で安定であることが判明した。 [00167] Nanocrystals obtained in 3.1 with hydrophobic capping with TOP / TOPO were dissolved in 200 μl chloroform / hexane (1: 1) mixture. About 0.5 g of γ-cyclodextrin and nanocrystal solution was added to a solution of 20 ml deionized water. The mixture was refluxed for about 8 hours until a cloudy solution was formed. A rotary evaporator was used to remove most of the water, and then the formed host-guest containing complex was isolated by centrifugation. The collected solid was further washed with water to remove free cyclodextrin molecules. The nanocrystals thus obtained which formed a host-guest complex with cyclodextrin via TOP / TOPO were stored in the solid state. This can be easily transferred into water by dissolving in water using sonication. Nanocrystals protected by the host / guest complex have been found to be stable in the solid state for a relatively long time.

[00168]ホスト−ゲスト錯体の形成による水溶性γ−ＣＤ改質量子ドットの形成を光学的に追跡することができた。ＴＯＰ／ＴＯＰＯキャップＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶を含有するクロロホルム溶液にγ−シクロデキストリンを添加すると、形成されたナノ結晶が有機クロロホルム相から水溶液に移動した。γ−ＣＤ改質量子ドットはまた、^１Ｈ−ＮＭＲ、ＦＴ−ＩＲ分光法及びＸＲＤ測定（データは示されていない）により確認された。透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）及び蛍光画像は、γ−シクロデキストリンとホスト−ゲスト錯体を形成した量子ドットが、極めて単分散性の粒子を形成することを示している。ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶が、ホスト錯体の形成後、非改質ＴＯＰ／ＴＯＰＯキャップコアシェルナノ結晶（ＣＨＣｌ_３中で測定）よりも高い蛍光強度を有し（水中で測定）、一方最大発光の波長は変化しなかったことが示された。光ルミネセンス測定では、γ−シクロデキストリンとホスト−ゲスト錯体を形成したＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶が、ｐＨ７．４のＰＢＳ緩衝液中（すなわち生理学的条件下）で非常に安定であり、ｐＨ５．０（上向きの三角形）及びｐＨ３．０（下向きの三角形）の水溶液中でも、それぞれ満足し得る安定性を示すことが示された。最後に、γ−シクロデキストリンとホスト−ゲスト錯体を形成した後のＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェルナノ結晶は、５０℃に加熱された場合でも水溶液中で良好な熱安定性を示す。 [00168] The formation of water-soluble γ-CD modified quantum dots due to the formation of host-guest complexes could be optically followed. When γ-cyclodextrin was added to a chloroform solution containing TOP / TOPO-capped CdSe / ZnS core-shell nanocrystals, the formed nanocrystals moved from the organic chloroform phase to the aqueous solution. γ-CD modified quantum dots were also confirmed by ¹ H-NMR, FT-IR spectroscopy and XRD measurements (data not shown). Transmission electron microscopy (TEM) and fluorescence images show that quantum dots formed with γ-cyclodextrin and a host-guest complex form extremely monodisperse particles. CdSe / ZnS core-shell nanocrystals have higher fluorescence intensity (measured in water) than unmodified TOP / TOPO cap core-shell nanocrystals (measured in CHCl ₃ ) after host complex formation, while maximum emission wavelength Was shown not to change. In photoluminescence measurements, CdSe / ZnS core-shell nanocrystals formed with γ-cyclodextrin and a host-guest complex are very stable in PBS buffer at pH 7.4 (ie physiological conditions), pH 5. It was shown that satisfactory stability was exhibited even in aqueous solutions of 0 (upward triangle) and pH 3.0 (downward triangle). Finally, the CdSe / ZnS core-shell nanocrystals after forming host-guest complexes with γ-cyclodextrin show good thermal stability in aqueous solution even when heated to 50 ° C.

[00169]４．１水溶液中におけるポリマーがカップリングした水溶性ナノ結晶の調製 [00169] 4.1 Preparation of water-soluble nanocrystals coupled with polymers in aqueous solution

[00170]ＴＯＰＯコーティング量子ドットを、３．１に記載のように製造する。その後、大量のアミノエチルチオールとともにＴＯＰＯコーティング量子ドットをクロロホルムに溶解した。混合物を２時間超音波処理してから、沈殿物の形成が完了するまで室温で静置した。得られた固体をクロロホルムで数回洗浄し、遠心分離により回収した。次いで、アミノキャップ量子ドットをｐＨ値が８の緩衝溶液に溶解してから、キャッピング試薬上のカップリング基を活性化するためのカップリング剤としてＥＤＣ及びスルホ−ＮＨＳが存在するポリ（アクリル酸）ポリマー（ＧＰＣに基づく平均分子量：２，０００）の溶液に滴下により添加し、室温で３０分間撹拌した。 [00170] TOPO coated quantum dots are produced as described in 3.1. Thereafter, the TOPO-coated quantum dots were dissolved in chloroform together with a large amount of aminoethylthiol. The mixture was sonicated for 2 hours and then allowed to stand at room temperature until precipitate formation was complete. The resulting solid was washed several times with chloroform and collected by centrifugation. The amino-capped quantum dots are then dissolved in a buffer solution having a pH value of 8, and then poly (acrylic acid) in which EDC and sulfo-NHS are present as a coupling agent for activating the coupling group on the capping reagent. The polymer (average molecular weight based on GPC: 2,000) was added dropwise and stirred at room temperature for 30 minutes.

[00171]反応混合物をまず０℃で４時間撹拌し、次いで室温で一晩反応させた。得られた溶液を一晩透析し、窒素で脱ガスした後に保存した。まず反応溶液をエーテルで２回洗浄し、また酸性（ｐＨを約４〜５に調節）ポリマーコーティングナノ結晶溶液を遠心分離することにより、さらなる精製を行った。次いで、回収されたナノ結晶を、ｐＨ値の（７〜８への）調節により、水中に再溶解した。 [00171] The reaction mixture was first stirred at 0 ° C. for 4 hours and then allowed to react overnight at room temperature. The resulting solution was dialyzed overnight and stored after degassing with nitrogen. Further purification was performed by first washing the reaction solution twice with ether and centrifuging the acidic (pH adjusted to about 4-5) polymer coated nanocrystal solution. The recovered nanocrystals were then redissolved in water by adjusting the pH value (to 7-8).

[00172]以下のように、本発明のポリマーシェルナノ結晶の物理的−化学的特性を、メルカプトプロピオン酸（ＭＣＡ）又はアミノエタンチオール（ＡＥＴ）のみでキャッピングされた（ＣｄＳｅ）−ＺｎＳコアシェルナノ粒子の特性と比較した。ナノ結晶の水溶液に、最終濃度０．１５ｍｏｌ／ｌでＨ_２Ｏ_２を添加し、化学的挙動を分光学的に追跡した。ＭＣＡ又はＡＥＴのみでコーティングされたナノ結晶の場合、ナノ結晶の酸化がすぐに検出され、ナノ結晶は３０分以内に沈殿した。一方、シェル状ナノ結晶は、化学酸化に対して極めてより安定であり、酸化はごく緩やかに生じた。 [00172] (CdSe) -ZnS core-shell nanoparticles capped only with mercaptopropionic acid (MCA) or aminoethanethiol (AET), the physical-chemical properties of the polymer shell nanocrystals of the present invention as follows: Compared with the characteristics of. H ₂ O ₂ was added to the aqueous nanocrystal solution at a final concentration of 0.15 mol / l and the chemical behavior was followed spectroscopically. In the case of nanocrystals coated only with MCA or AET, nanocrystal oxidation was detected immediately and the nanocrystals precipitated within 30 minutes. On the other hand, shell-like nanocrystals are much more stable to chemical oxidation, and oxidation occurred very slowly.

[00173]４．２有機溶液中におけるポリマーがカップリングした水溶性ナノ結晶の調製 [00173] 4.2 Preparation of water-soluble nanocrystals coupled with polymers in organic solution

[00174]ＴＯＰＯキャップナノ結晶を、実施例４．１に従い調製し、過剰の３−メルカプトプロピオン酸とともにクロロホルムに溶解した。混合物をまず１時間超音波処理してから、溶液中に大量の沈殿物が形成されるまで、一晩室温で静置した。沈殿物を遠心分離により回収し、アセトンで数回洗浄することにより遊離３−メルカプトプロピオン酸を除去した。得られた３−メルカプトプロピオン酸キャップ量子ドットをアルゴンガスで簡単に乾燥させてから、無水ＤＭＦに溶解した。この溶液に、過剰のＥＤＣ及びＮＨＳを添加してから、架橋界面の活性化及び形成のために約３０分間室温で撹拌した。添加用漏斗から、無水ＤＭＦに溶解した分子量が１２００（４００から６０，０００のＭＷが一般に好適である）のポリエチレンイミン（Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＰｔｅＬｔｄ）を滴下により添加し、激しく撹拌した。すべてのポリエチレンイミン溶液を添加した後、ポリマーの第２の層のキャッピング試薬へのカップリングのために、反応を室温で一晩継続した。次いで、減圧下でのロータリーエバポレーションによりＤＭＦ溶媒を除去してから、水に溶解した。エーテルで２回洗浄することにより、ポリマーコーティング量子ドットのさらなる精製を行った。 [00174] TOPO capped nanocrystals were prepared according to Example 4.1 and dissolved in chloroform along with excess 3-mercaptopropionic acid. The mixture was first sonicated for 1 hour and then left at room temperature overnight until a large amount of precipitate formed in the solution. The precipitate was collected by centrifugation and washed with acetone several times to remove free 3-mercaptopropionic acid. The obtained 3-mercaptopropionic acid capped quantum dots were simply dried with argon gas and then dissolved in anhydrous DMF. To this solution was added excess EDC and NHS and then stirred for about 30 minutes at room temperature for activation and formation of the cross-linked interface. From the addition funnel, polyethyleneimine (Sigma-Aldrich Pte Ltd) having a molecular weight of 1200 (MW of 400 to 60,000 is generally suitable) dissolved in anhydrous DMF was added dropwise and stirred vigorously. After all the polyethyleneimine solution was added, the reaction was continued overnight at room temperature for coupling of the second layer of polymer to the capping reagent. The DMF solvent was then removed by rotary evaporation under reduced pressure and then dissolved in water. Further purification of the polymer coated quantum dots was performed by washing twice with ether.

[00175]５．１水溶液中におけるシェルが架橋した水溶性ナノ結晶の調製 [00175] 5.1 Preparation of shell-crosslinked water-soluble nanocrystals in aqueous solution

[00176]ＴＯＰＯコーティング量子ドットを、２．１に記載のように製造する。そのように形成された（ＣｄＳｅ）−ＺｎＳコアシェルナノ結晶を、大量の過剰３−メルカプトプロピオン酸及び数滴のピリジンとともにクロロホルムに溶解した。混合物に２時間超音波処理を施し、一晩室温で撹拌し続けた。形成された沈殿物を遠心分離により回収し、アセトンで洗浄して過剰の酸を除去した。アルゴンの気流で残渣を簡単に乾燥させた。ナノ結晶コアを覆う／囲む第１の層を形成するカルボン酸の分子でコーティングされた得られるナノ結晶を、次いで水又は緩衝溶液に溶解した。水溶液中のナノ結晶をもう一度遠心分離し、０．２μｍフィルタで濾過し、アルゴンで脱ガスし、使用まで２５℃で保存した。 [00176] TOPO coated quantum dots are produced as described in 2.1. The so formed (CdSe) -ZnS core-shell nanocrystals were dissolved in chloroform with a large amount of excess 3-mercaptopropionic acid and a few drops of pyridine. The mixture was sonicated for 2 hours and kept stirring overnight at room temperature. The formed precipitate was collected by centrifugation and washed with acetone to remove excess acid. The residue was easily dried with a stream of argon. The resulting nanocrystals coated with carboxylic acid molecules forming the first layer covering / enclosing the nanocrystal core were then dissolved in water or buffer solution. The nanocrystals in the aqueous solution were centrifuged once more, filtered through a 0.2 μm filter, degassed with argon, and stored at 25 ° C. until use.

[00177]架橋界面の形成、及び続く第２の層に含まれるコーティング試薬層との重合のために、カルボン酸キャップナノ結晶を水性緩衝液系に溶解した。架橋剤として、ＥＤＣ（１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド）及びスルホＮＨＳ（スルホ−Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド）を、５００〜１０００倍過剰にナノ結晶溶液に添加した。架橋界面の形成に関与する官能基の活性化のために、得られる溶液を室温で３０分間撹拌した。カルボン酸キャップナノ結晶、ＥＤＣ及びスルホＮＨＳを含有する混合物を、ジアミノ−カルボキシルメチルエステルの同じ緩衝液中の溶液に、撹拌しながら滴下により添加した。混合物を室温で２時間撹拌してから、架橋界面の形成、及び第２の層に含まれるコーティング試薬の第１の層への共有カップリングのために、４℃で一晩静置した。次いで、ジアミノ−カルボキシルエステルの水溶性カルボキシル基の遊離（すなわちメチルエステル結合の加水分解）、ひいては第２の水溶性層の形成のために、０．１ＮＮａＯＨ及びエタノールを添加し、溶液を室温でさらに６時間撹拌し続けた。溶液を遠心分離していかなる固体も除去し、原液として水溶液中に４℃で保存した。 [00177] Carboxylic acid capped nanocrystals were dissolved in an aqueous buffer system for the formation of a cross-linked interface and subsequent polymerization with the coating reagent layer contained in the second layer. As a cross-linking agent, EDC (1-ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimide) and sulfo NHS (sulfo-N-hydroxysuccinimide) were added to the nanocrystal solution in an excess of 500 to 1000 times. The resulting solution was stirred for 30 minutes at room temperature for activation of the functional groups involved in the formation of the cross-linked interface. A mixture containing carboxylic acid capped nanocrystals, EDC and sulfo NHS was added dropwise with stirring to a solution of diamino-carboxyl methyl ester in the same buffer. The mixture was stirred at room temperature for 2 hours and then allowed to stand overnight at 4 ° C. for the formation of a cross-linked interface and the covalent coupling of the coating reagent contained in the second layer to the first layer. Then, for the release of the water-soluble carboxyl group of the diamino-carboxyl ester (ie hydrolysis of the methyl ester bond) and thus the formation of the second water-soluble layer, 0.1 N NaOH and ethanol are added and the solution is allowed to come to room temperature. Stirring was continued for another 6 hours. The solution was centrifuged to remove any solids and stored as a stock solution in an aqueous solution at 4 ° C.

[00178]得られる量子ドットは、有機溶媒抽出によって精製することもできる。反応（架橋界面の形成、及び第２の層に含まれるコーティング試薬の第１の層への共有カップリング）が完了した後、有機溶媒からエステル表面を有するポリマーシェル量子ドットを抽出するために、溶液をエチルアセテートで抽出した。このようにして得られた有機溶媒を組み合わせて乾燥させてから、ロータリーエバポレータで除去し、エステル結合の加水分解及び水溶性ナノ結晶の形成のために、エタノール及び０．１ＮＮａＯＨに溶解した。溶液を室温で４時間継続的に撹拌し続けてから、中和した。得られた透明溶液を遠心分離していかなる微量固体も除去し、脱ガスした後、水溶液中に室温で保存した。 [00178] The resulting quantum dots can also be purified by organic solvent extraction. After the reaction (formation of cross-linked interface and covalent coupling of the coating reagent contained in the second layer to the first layer) is completed, to extract the polymer shell quantum dots having the ester surface from the organic solvent, The solution was extracted with ethyl acetate. The organic solvents thus obtained were combined and dried, then removed with a rotary evaporator, and dissolved in ethanol and 0.1 N NaOH for hydrolysis of ester bonds and formation of water-soluble nanocrystals. The solution was continuously stirred at room temperature for 4 hours and then neutralized. The resulting clear solution was centrifuged to remove any trace solids, degassed, and stored in an aqueous solution at room temperature.

[00179]以下のように、得られた本発明の架橋水溶性シェル状ナノ結晶の物理的−化学的特性を、メルカプトプロピオン酸（ＭＣＡ）又はアミノエタンチオール（ＡＥＴ）のみでキャッピングされた（ＣｄＳｅ）−ＺｎＳコアシェルナノ粒子の特性と比較した。ナノ結晶の水溶液に、最終濃度０．１５ｍｏｌ／ｌでＨ_２Ｏ_２を添加し、化学的挙動を分光学的に追跡した。ＭＣＡ又はＡＥＴのみでコーティングされたナノ結晶の場合、ナノ結晶の酸化がすぐに検出され、ナノ結晶は３０分以内に沈殿した。一方、本発明のシェル状ナノ結晶は、化学酸化に対して極めてより安定であり、酸化はごく緩やかに生じた。 [00179] The physical-chemical properties of the resulting crosslinked water-soluble shell-like nanocrystals of the present invention were capped only with mercaptopropionic acid (MCA) or aminoethanethiol (AET) as follows (CdSe). ) -ZnS core-shell nanoparticles compared with properties. H ₂ O ₂ was added to the aqueous nanocrystal solution at a final concentration of 0.15 mol / l and the chemical behavior was followed spectroscopically. In the case of nanocrystals coated only with MCA or AET, nanocrystal oxidation was detected immediately and the nanocrystals precipitated within 30 minutes. On the other hand, the shell-like nanocrystals of the present invention were much more stable against chemical oxidation, and oxidation occurred very slowly.

[00180]さらなる実験において（データは示されていない）、０．１ＭＣｄＳＯ_４溶液を、ＭＣＡのみでキャッピングされた（ＣｄＳｅ）−ＺｎＳコアシェルナノ結晶、又は本発明のシェル状ナノ結晶に添加すると、ＭＣＡキャップナノ結晶が速やかに溶液から沈殿した。対照的に、本発明のナノ結晶は、溶液中での安定性を維持したが、これはカドミウムイオンの添加がその安定性に大きく影響しないことを意味する。 [00180] In further experiments (data not shown), a 0.1 M CdSO ₄ solution, capped only at MCA (CdSe) -ZnS core shell nanocrystals, or when added to the shell-shaped nanocrystals of the present invention, MCA capped nanocrystals quickly precipitated from solution. In contrast, the nanocrystals of the present invention maintained stability in solution, which means that the addition of cadmium ions does not significantly affect the stability.

[00181]同様に、シェル状ナノ結晶の光化学的安定性もまた、ＭＣＡキャップナノ結晶と比較して大きく改善された（データは示されていない）。２５４ｎｍの波長を有するＵＶ光に曝露されると、ＭＣＡキャップナノ結晶は、４８時間で溶液から沈殿することが判明し、一方本発明のシェル状ナノ結晶は、４日間安定であった。蛍光強度もまた長時間安定であることが判明した。 [00181] Similarly, the photochemical stability of shell-like nanocrystals was also greatly improved compared to MCA-capped nanocrystals (data not shown). When exposed to UV light having a wavelength of 254 nm, MCA capped nanocrystals were found to precipitate out of solution in 48 hours, while the shell-like nanocrystals of the present invention were stable for 4 days. The fluorescence intensity was also found to be stable for a long time.

[00182]５．２有機溶液中におけるシェルが架橋した水溶性ナノ結晶の調製 [00182] 5.2 Preparation of water-soluble nanocrystals with crosslinked shell in organic solution

[00183]ＴＯＰＯキャップナノ結晶を実施例４．１に従い調製し、第１の層の形成のために過剰量のペンタン−（３−Ｎ−エチルチオール）−１，５−ジアミンとともにクロロホルムに溶解した。混合物を室温で一晩静置した。形成された沈殿物を遠心分離により回収してから、メタノールで洗浄し、アルゴンガスで簡単に乾燥させた。得られたナノ結晶を無水ＤＭＦ（５０ｍｌ）に溶解した。 [00183] TOPO-capped nanocrystals were prepared according to Example 4.1 and dissolved in chloroform with an excess of pentane- (3-N-ethylthiol) -1,5-diamine for the formation of the first layer. . The mixture was left overnight at room temperature. The formed precipitate was collected by centrifugation, then washed with methanol and simply dried with argon gas. The obtained nanocrystals were dissolved in anhydrous DMF (50 ml).

[00184]別のフラスコ内で、ペンタン−３，３−ジエチル−カルボン酸エステル−１，５−ジカルボン酸（第２の層に含まれるコーティング剤として）を５当量のＥＤＣ及びＮＨＳとともにＤＭＦに溶解し、窒素保護の下で、室温で２０分間撹拌した。コーティング剤との共有カップリングのために、溶液をナノ結晶溶液に徐々に添加した。得られる溶液を室温で２時間撹拌した後、ロータリーエバポレータシステムを使用して、減圧下でＤＭＦ溶媒を留去した。得られるスラリーを水５ｍｌに溶解し、次いで１ＭＥｔＯＮａ／ＥｔＯＨ溶液５ｍｌを添加して室温でさらに２時間撹拌し、溶媒に露出した水溶性結合を第２の層に形成した。得られる溶液をエーテルで２回（５ｍｌ×２）洗浄し、いかなる微量の添加剤又は未反応の出発材料も除去した。次いで、保存のために０．１ＮＨＣｌ水溶液で中和した。酸性溶液中でのポリマーコーティングナノ結晶の遠心分離、及び溶液のｐＨ値の調節によるナノ結晶の水への再溶解によって、さらなる精製を行った。 [00184] In a separate flask, pentane-3,3-diethyl-carboxylate-1,5-dicarboxylic acid (as the coating agent contained in the second layer) is dissolved in DMF along with 5 equivalents of EDC and NHS. And stirred for 20 minutes at room temperature under nitrogen protection. The solution was gradually added to the nanocrystal solution for covalent coupling with the coating agent. The resulting solution was stirred at room temperature for 2 hours and then the DMF solvent was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator system. The resulting slurry was dissolved in 5 ml of water, then 5 ml of 1M EtONa / EtOH solution was added and stirred at room temperature for an additional 2 hours to form a water soluble bond exposed to the solvent in the second layer. The resulting solution was washed twice with ether (5 ml × 2) to remove any traces of additive or unreacted starting material. It was then neutralized with 0.1N aqueous HCl for storage. Further purification was carried out by centrifugation of the polymer-coated nanocrystals in acidic solution and re-dissolution of the nanocrystals in water by adjusting the pH value of the solution.

[00185]６．１両親媒性ポリマーの製造 [00185] 6.1 Production of amphiphilic polymers

[00186]１ｇのポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）の３００ｍＬの乾燥ＣＨＣｌ_３中溶液に、各アミン、次いでＤＩＰＥＡ（１ｍＬ）を添加し、混合物を５０℃で１６時間撹拌した。ＣＨＣｌ_３の留去後、ポリマー骨格中のカルボン酸基に対しやや過剰のＮａＯＨを用い、材料を水中に懸濁させた。水及びＤＩＰＥＡの留去後、残留物を水に溶解し、数日間水に対し透析した。溶液の１ＭＮａＯＨを用いたｐＨ１１へのアルカリ化、及び続く留去の後、生成物が得られた。ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）は、高収率で、単官能性化合物及び少なくとも二官能性の化合物（ここでは第２の成分）の両方と自発的に反応する。 [00186] To a solution of 1 g poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) in 300 mL dry CHCl ₃ was added each amine followed by DIPEA (1 mL) and the mixture was stirred at 50 ° C. for 16 h. After distilling off CHCl ₃ , the material was suspended in water using a slight excess of NaOH relative to the carboxylic acid groups in the polymer backbone. After distilling off water and DIPEA, the residue was dissolved in water and dialyzed against water for several days. After alkalizing the solution to pH 11 with 1M NaOH and subsequent evaporation, the product was obtained. Poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) reacts spontaneously with both monofunctional compounds and at least bifunctional compounds (here the second component) in high yield.

[00187]対象となる一連の両親媒性ポリマー１〜５の形成に関する例示的データを以下に示す。上記のプロトコルに従い、これらの両親媒性ポリマーは、ｎ−オクチルアミンをポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）に異なるモル比でグラフトすることにより合成された。
ポリマー１
[00187] Exemplary data for the formation of a series of amphiphilic polymers 1-5 of interest is provided below. Following the above protocol, these amphiphilic polymers were synthesized by grafting n-octylamine to poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) at different molar ratios.
Polymer 1

[00188]ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．０５ｇ、０．４ｍｍｏｌ）との反応により、結晶性生成物１（０．８６ｇ、５９％）が得られた。^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ_２Ｏ）δ：３．２５〜２．９０（ｍ，９Ｈ）、２．５９（ｂｓ，３９Ｈ）、２．０８（ｂｓ３９Ｈ）、１．９５〜１．３５（ｍ，８１Ｈ）、１．３４（ｂｓ，６２Ｈ）、１．１３〜０．６５（ｍ，２３８Ｈ）。目標組成物：カルボキシリック９７％、オクチルアミド３％；実測値：カルボキシリック９６％、オクチルアミド４％。
ポリマー２
[00188] Reaction of poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) 6000 with octylamine (0.05 g, 0.4 mmol) gave crystalline product 1 (0.86 g, 59%). ¹ H-NMR (400 MHz, D ₂ O) δ: 3.25 to 2.90 (m, 9H), 2.59 (bs, 39H), 2.08 (bs 39H), 1.95 to 1.35 (M, 81H), 1.34 (bs, 62H), 1.13 to 0.65 (m, 238H). Target composition: Carboxylic 97%, Octylamide 3%; Found: Carboxylic 96%, Octylamide 4%.
Polymer 2

[00189]ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．１５ｇ、１．２ｍｍｏｌ）との反応により、結晶性生成物２（０．９７ｇ、６４％）が得られた。^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ_２Ｏ）δ：３．３０〜２．９０（ｍ，２３Ｈ）、２．５９（ｂｓ，３８Ｈ）、２．４２〜１．４０（ｍ，１５２Ｈ）、１．２３（ｂｓ，１１６Ｈ）、１．１５〜０．７０（ｍ，２３８Ｈ）。目標組成物：カルボキシリック９１％、オクチルアミド９％；実測値：カルボキシリック８９％、オクチルアミド１１％。
ポリマー３
[00189] Reaction of poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) 6000 with octylamine (0.15 g, 1.2 mmol) gave crystalline product 2 (0.97 g, 64%). ¹ H-NMR (400 MHz, D ₂ O) δ: 3.30-2.90 (m, 23H), 2.59 (bs, 38H), 2.42-1.40 (m, 152H), 23 (bs, 116H), 1.15 to 0.70 (m, 238H). Target composition: Carboxylic 91%, Octylamide 9%; Found: Carboxylic 89%, Octylamide 11%.
Polymer 3

[00190]ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．４２ｇ、３．２ｍｍｏｌ）との反応により、結晶性生成物３（１．０６ｇ、６３％）が得られた。^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ_２Ｏ）δ：３．２８〜２．８５（ｍ，４７Ｈ）、２．６０（ｂｓ，３７Ｈ）、２．４１〜１．６０（ｍ，８１Ｈ）、１．４７（ｂｓ，６８Ｈ）、１．２４（ｂｓ，２５３Ｈ）、１．１２〜０．７５（ｍ，２８６Ｈ）。目標組成物：カルボキシリック７５％、オクチルアミド２５％；実測値：カルボキシリック７５％、オクチルアミド２５％。
ポリマー４
[00190] Reaction of poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) 6000 with octylamine (0.42 g, 3.2 mmol) gave crystalline product 3 (1.06 g, 63%). ¹ H-NMR (400 MHz, D ₂ O) δ: 3.28 to 2.85 (m, 47H), 2.60 (bs, 37H), 2.41 to 1.60 (m, 81H), 1. 47 (bs, 68H), 1.24 (bs, 253H), 1.12 to 0.75 (m, 286H). Target composition: Carboxy 75%, Octylamide 25%; Found: Carboxy 75%, Octylamide 25%.
Polymer 4

[00191]ポリ（イソブチレン−ａｌｔ−無水マレイン酸）６０００のオクチルアミン（０．８４ｇ、６．５ｍｍｏｌ）との反応により、結晶性生成物４（１．６３ｇ、８８％）が得られた。^１Ｈ−ＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ_２Ｏ）δ：３．２５〜２．８５（ｍ，７２Ｈ）、２．６０（ｂｓ，３４Ｈ）、２．４０〜１．６５（ｍ，７３Ｈ）、１．４８（ｂｓ，８７Ｈ）、１．２４（ｂｓ，３７９Ｈ）、１．１２〜０．６５（ｍ，３１７Ｈ）。目標組成物：カルボキシリック５０％、オクチルアミド５０％；実測値：カルボキシリック６１％、オクチルアミド３９％。
ポリマー５
[00191] Reaction of poly (isobutylene-alt-maleic anhydride) 6000 with octylamine (0.84 g, 6.5 mmol) gave crystalline product 4 (1.63 g, 88%). ¹ H-NMR (400 MHz, D ₂ O) δ: 3.25 to 2.85 (m, 72H), 2.60 (bs, 34H), 2.40 to 1.65 (m, 73H), 1. 48 (bs, 87H), 1.24 (bs, 379H), 1.12 to 0.65 (m, 317H). Target composition: Carboxylic 50%, Octylamide 50%; Found: Carboxylic 61%, Octylamide 39%.
Polymer 5

[00192]６．２ナノ結晶（量子ドット（ＱＤ））／ポリマー会合体の合成 [00192] 6.2 Synthesis of nanocrystals (quantum dots (QD)) / polymer aggregates

[00193]２ｍｇの精製ＱＤをＴＨＦ（２ｍＬ）に溶解し、０．５ｍＬの１．４ｍＭポリマー溶液を添加した後、５ｍＬの水を添加した。混合物をロータリーエバポレータで１ｍＬまで濃縮した。不透明な水懸濁液を０．８μｍフィルタで濾過し、フィルタを５ｍＬの純水で洗浄した。同じ手順に従い、親水性フィルタ（０．２μｍ）で上澄みを再び濾過したところ、透明なＱＤ水溶液が得られた。ロータリーエバポレータで過剰の水を除去し、所望の濃度を達成することができる。 [00193] 2 mg of purified QD was dissolved in THF (2 mL) and 0.5 mL of 1.4 mM polymer solution was added followed by 5 mL of water. The mixture was concentrated to 1 mL on a rotary evaporator. The opaque water suspension was filtered through a 0.8 μm filter, and the filter was washed with 5 mL of pure water. According to the same procedure, the supernatant was filtered again with a hydrophilic filter (0.2 μm), and a clear aqueous QD solution was obtained. Excess water can be removed with a rotary evaporator to achieve the desired concentration.

[00194]上述のポリマー１〜５を使用して、ナノ結晶を水中に移した。ＱＤ／ポリマー会合体の吸収に基づき、ドットの１０％から８０％が懸濁手順をパスすると予測される。しかし、この収率は、使用されるポリマーに大きく依存し、またＱＤの純度にさらに大きく依存する（過剰の疎水性リガンドは凝集体の形成へとつながる）。続いてポリマー１〜５の懸濁効率を試験した。ＴＨＦ中の同じ初期量のＱＤで開始し、同じ水中濃度のポリマー１〜５を適用したが、異なる水中濃度のＱＤが得られた（光吸収から計算）。ＱＤの最終水中濃度は、水中にＱＤを懸濁させる所与のポリマーの能力に依存する。ポリマー骨格により多数のｎ−オクチル基が結合したポリマーがより好ましいことが判明しており、これは、より多数のアンカー点（この場合疎水性ｎ−オクチル鎖）が、疎水性−疎水性相互作用に基づき、会合体により高い安定性を与えるという一般的観察に従っている。１〜４よりも１０倍高いモル質量値を有するポリマー５の場合、最終水溶液中のＱＤの濃度が低いのは、凝集体の形成（同ポリマー鎖にほとんどドットが結合していない）、及び濾過ステップに関連した問題に起因すると考えることができる。ＱＤ溶液中のＴＯＰＯ、ＴＯＰ及びヘキサデシルアミンを除去するための慎重な精製が、安定なＱＤ／ポリマー会合体の効果的な形成に重要である。おそらく、残留したアルキルリガンドが、単分散ミセルの形成を妨げるとともに、凝集を促進すると考えられる。ポリマーによるＱＤのコーティング及びそれらの水への移行は、その基本的ルミネセンス特性に対し大きな影響を全く示さない。吸収スペクトルは僅かな変化を示しているが、最大発光の波長及び発光スペクトルの幅は本質的に変化していない。 [00194] Nanocrystals were transferred into water using polymers 1-5 described above. Based on the absorption of the QD / polymer aggregate, 10% to 80% of the dots are expected to pass the suspension procedure. However, this yield is highly dependent on the polymer used and even more on the purity of QD (excess hydrophobic ligand leads to aggregate formation). Subsequently, the suspension efficiency of polymers 1 to 5 was tested. Starting with the same initial amount of QD in THF and applying the same water concentration of polymers 1-5, different water concentrations of QD were obtained (calculated from light absorption). The final water concentration of QD depends on the ability of a given polymer to suspend QD in water. It has been found that polymers with a large number of n-octyl groups attached by a polymer backbone have been found to be more favorable, since a larger number of anchor points (in this case hydrophobic n-octyl chains) are hydrophobic-hydrophobic interactions. On the basis of the general observation that the aggregates are more stable. In the case of polymer 5 having a molar mass value 10 times higher than 1-4, the lower concentration of QD in the final aqueous solution is due to the formation of aggregates (almost no dots attached to the same polymer chain) It can be attributed to problems associated with the steps. Careful purification to remove TOPO, TOP and hexadecylamine in the QD solution is important for effective formation of stable QD / polymer aggregates. Perhaps the remaining alkyl ligand prevents the formation of monodisperse micelles and promotes aggregation. Coating of QD with polymers and their migration to water do not show any significant effect on their basic luminescence properties. Although the absorption spectrum shows a slight change, the wavelength of the maximum emission and the width of the emission spectrum are essentially unchanged.

[00195]６．２．１ナノ結晶コーティング [00195] 6.2.1 Nanocrystalline coating

[00196]疎水性ナノ結晶（量子ドット（ＱＤ））の被覆（例えばＴＯＰＯコーティングＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット）は、それらをＴＨＦに懸濁させ、続いてポリマー水溶液を添加することにより行う。留去によるＴＨＦの除去により、ポリマーコーティング量子ドットの安定したコロイド溶液が得られる。得られる溶液は透明で清澄であり、長期間の光学的及びコロイド安定性を示す。コーティングプロセスは、一般に、その表面に関係なく、いかなるナノ粒子物質に対しても行うことができることに留意されたい。 [00196] Coating of hydrophobic nanocrystals (quantum dots (QD)) (eg, TOPO coated CdSe / ZnS quantum dots) is performed by suspending them in THF followed by addition of an aqueous polymer solution. Removal of THF by distillation yields a stable colloidal solution of polymer coated quantum dots. The resulting solution is clear and clear and exhibits long-term optical and colloidal stability. It should be noted that the coating process can generally be performed on any nanoparticle material regardless of its surface.

[00197]６．３実施例４：ＮＩＰＡＭ量子ドット共重合 [00197] 6.3 Example 4: NIPAM Quantum Dot Copolymerization

[00198]重合は、アクリルモノマーと、ポリマーでコーティングされたＱＤとの水中での直接混合により、又は、適切な開始剤の存在下で成分の１つをその他の成分の溶液に投入することにより行う。使用されるポリマー及び反応条件（例えば、温度、開始剤、成分の濃度等）に依存して、ポリマー鎖に共有結合した組み込みＱＤの数が異なる、様々なサイズのミクロスフェアを得ることができる。 [00198] The polymerization is by direct mixing of the acrylic monomer with the polymer coated QD in water or by introducing one of the components into the solution of the other component in the presence of a suitable initiator. Do. Depending on the polymer used and the reaction conditions (eg temperature, initiator, component concentrations, etc.), various sizes of microspheres can be obtained with different numbers of embedded QDs covalently bonded to the polymer chain.

[00199]代表的重合手順： [00199] Representative polymerization procedure:

[00200]５０ｍＬの三口フラスコ内で、ＮＩＰＡＭ（０．０５０３ｇ）、アクリルエステルポリマーでコーティングされたＱＤ（アンモニウム塩形態）（８ｍｇ）の溶液、及び２０ｍＬの水を、１５回の真空／アルゴン排気により脱酸素した。温度を７０℃に上げ、開始剤Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８（Ｈ_２Ｏ１ｍＬ中０．０３１９ｇ）を添加した。続いて、架橋剤ＭＢＡＡＭ（０．０２８５ｇ）及びＮＩＰＡＭ（０．２５２６ｇ）のＨ_２Ｏ４ｍＬ中溶液を７５分以内に投入した。投入後、混合物をさらに４時間７１℃に維持し、室温まで冷却した。透析（５０ｋＤ膜）により精製を行い、遠心分離してより大きな粒子を除去した。結果として、ＱＤを備えるＰＮＩＰＡＭのサブミクロン粒子の水溶液が得られた。 [00200] In a 50 mL three-necked flask, NIPAM (0.0503 g), a solution of acrylic ester polymer coated QD (ammonium salt form) (8 mg), and 20 mL of water were evacuated 15 times with vacuum / argon evacuation. Deoxygenated. The temperature was raised to 70 ° C. and initiator K ₂ S ₂ O ₈ (0.0319 g in 1 mL H ₂ O) was added. Subsequently, a solution of the crosslinkers MBAAM (0.0285 g) and NIPAM (0.2526 g) in ₄ mL of H ₂ O was added within 75 minutes. After charging, the mixture was maintained at 71 ° C. for an additional 4 hours and cooled to room temperature. Purification was performed by dialysis (50 kD membrane) and centrifuged to remove larger particles. As a result, an aqueous solution of PNIPAM submicron particles with QD was obtained.

[00201]量子ドットの直接架橋重合 [00201] Direct cross-linking polymerization of quantum dots

[00202]重合性両親媒性ポリマーでコーティングされたドットの水溶液に開始剤（Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８等）を添加することにより、重合を行う。粗反応混合物の透析により、水処理可能で懸濁可能な高含有量のＱＤを有する固体ポリマーフィルムが得られる。 [00202] Polymerization is performed by adding an initiator (such as K ₂ S ₂ O ₈ ) to an aqueous solution of dots coated with a polymerizable amphiphilic polymer. Dialysis of the crude reaction mixture yields a solid polymer film with a high content of QD that is water treatable and suspendable.

[00203]代表的重合手順： [00203] Representative polymerization procedure:

[00204]５０ｍＬのフラスコ内で、アクリルアミドポリマーでコーティングされたＱＤ（ナトリウム塩形態）（８ｍｇ）の溶液、及び２０ｍＬの水を、１５回の真空／アルゴン排気により脱酸素した。温度を７０℃に上げ、開始剤Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８（Ｈ_２Ｏ１ｍＬ中０．０３１９ｇ）を添加した。反応温度を６時間維持した。透析（５０ｋＤ膜）により精製を行った。精製により、高濃度のＱＤを備える水溶性ポリマーネットワークが得られた。 [00204] In a 50 mL flask, a solution of acrylamide polymer coated QD (sodium salt form) (8 mg) and 20 mL of water were deoxygenated by 15 vacuum / argon evacuations. The temperature was raised to 70 ° C. and initiator K ₂ S ₂ O ₈ (0.0319 g in 1 mL H ₂ O) was added. The reaction temperature was maintained for 6 hours. Purification was performed by dialysis (50 kD membrane). Purification gave a water-soluble polymer network with a high concentration of QD.

[00205]６．４ＱＤのマイクロエマルジョン重合及び共重合 [00205] 6.4 Microemulsion polymerization and copolymerization of QD

[00206]重合性官能基（実施例５．３に記載のもの等）を有するコーティングされたＱＤ（実施例５．１から５．２に記載のもの等）を備えたポリマー材料を使用して、逆マイクロエマルジョンプロセスにおいて自己重合及びその他の水溶性モノマーとの共重合を行う。４００ｎｍから１０μｍの範囲の制御可能な直径を有するミクロスフェアが得られる。ミクロスフェアは長期間にわたりルミネセンスを示す。 [00206] Using polymeric materials with coated QDs (such as those described in Examples 5.1 to 5.2) having polymerizable functional groups (such as those described in Example 5.3) In the reverse microemulsion process, self-polymerization and copolymerization with other water-soluble monomers are performed. Microspheres with controllable diameters ranging from 400 nm to 10 μm are obtained. Microspheres exhibit luminescence over a long period of time.

[00207]マイクロエマルジョン重合の代表的重合手順： [00207] Exemplary polymerization procedure for microemulsion polymerization:

[00208]ソルビタンモノオレエート（Ｓｐａｎ８０、０．２３ｇ）のパラフィンオイル１０ｍＬ中溶液に１時間、アルゴンを通過させる。ＮＩＰＡＭ（０．１５ｇ、１．３２ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ’メチレンビスアクリルアミド（０．０１３ｇ、０．０６ｍｍｏｌ）、ＱＤ８ｍｇ及びポリマー１０ｍｇ（１．３．２等）を含有する体積１ｍＬの水溶液を油相に添加し、アルゴンのバブリングをそれから１時間継続した。エマルジョンを４０℃で１分間超音波処理してから、実験用ボルテックスシェーカーで室温で１時間振盪した。安定な均質エマルジョンをペトリ皿に流し込み、窒素気流下の架橋デバイスにおいて、５℃から１５℃の温度で４時間ＵＶランプで照射し、続いて不活性雰囲気下で１６時間、照射せずに静置した。ヘキサンによる数回の洗浄ステップ及び遠心分離、続いて水による数回の洗浄ステップ及び遠心分離により、ＰＮＩＰＡＭラテックスの精製を行った。 [00208] Argon is passed through a solution of sorbitan monooleate (Span 80, 0.23 g) in 10 mL of paraffin oil for 1 hour. A 1 mL volume aqueous solution containing NIPAM (0.15 g, 1.32 mmol), N, N′methylenebisacrylamide (0.013 g, 0.06 mmol), QD 8 mg, and polymer 10 mg (1.3.2 etc.) And argon bubbling was then continued for 1 hour. The emulsion was sonicated at 40 ° C. for 1 minute and then shaken on a laboratory vortex shaker for 1 hour at room temperature. Pour a stable homogeneous emulsion into a petri dish and irradiate with a UV lamp at a temperature of 5 ° C. to 15 ° C. for 4 hours in a cross-linking device under a nitrogen stream, followed by standing in an inert atmosphere for 16 hours without irradiation. did. The PNIPAM latex was purified by several washing steps and centrifugation with hexane followed by several washing steps and centrifugation with water.

Claims

少なくとも１種類のナノ結晶を含む植物。 A plant comprising at least one nanocrystal.

少なくとも１種類のナノ結晶が、
化学式ＭｅＡｌ_２Ｏ_４：Ｒｅ又はＭｅ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒの希土類金属ドープ金属酸化物、
化学式Ｍ１Ａ又はＭ１Ｏの２成分ナノ結晶、
化学式Ｍ１Ｍ２Ａ又はＭ１ＡＢ又はＭ１Ｍ２Ｏの３成分ナノ結晶、及び
化学式Ｍ１Ｍ２ＡＢの４成分ナノ結晶
からなるナノ結晶の種類の群から選択され、
２成分、３成分及び４成分ナノ結晶のＭ１及びＭ２は、独立して、ＰＳＥの第ＩＩ族、第ＩＩＩ族、第ＩＶ族及び第ＶＩＩＩ族のうちの１つから選択される金属であり、Ａ及びＢは、存在する場合、互いに独立して、ＰＳＥの第ＶＩ族又は第Ｖ族から選択される元素であり、
希土類金属ドープ金属酸化物のＭｅは、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択され、
希土類金属ドープ金属酸化物のＲｅは、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｅｕ及びＴｍからなる群から選択される少なくとも１種の元素である、請求項１に記載の植物。 At least one nanocrystal
Rare earth metal doped metal oxides of chemical formula MeAl ₂ O ₄ : Re or Me ₄ Al ₁₄ O ₂₅ : R,
Two-component nanocrystals of formula M1A or M1O,
Selected from the group of nanocrystal types consisting of three-component nanocrystals of chemical formula M1M2A or M1AB or M1M2O and four-component nanocrystals of chemical formula M1M2AB,
M1 and M2 of the two-component, three-component and four-component nanocrystals are independently metals selected from one of Group II, Group III, Group IV and Group VIII of PSE; A and B, if present, are, independently of one another, elements selected from Group VI or Group V of PSE;
Me of the rare earth metal doped metal oxide is selected from the group consisting of Ca, Sr and Ba;
The plant according to claim 1, wherein Re of the rare earth metal-doped metal oxide is at least one element selected from the group consisting of Tb, Dy, Nd, Eu and Tm.

少なくとも１種類のナノ結晶が、カドミウム（Ｃｄ）を含まない、請求項１又は２に記載の植物。 The plant according to claim 1 or 2, wherein the at least one nanocrystal does not contain cadmium (Cd).

少なくとも１種類のナノ結晶が、水溶性である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物。 The plant according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one nanocrystal is water-soluble.

ナノ結晶の表面にキャッピング試薬が結合し、キャッピング試薬が水溶性分子とホスト−ゲスト錯体を形成する、請求項４に記載の植物。 The plant according to claim 4, wherein a capping reagent is bound to the surface of the nanocrystal, and the capping reagent forms a host-guest complex with the water-soluble molecule.

キャッピング試薬が、式：
Ｈ_ａＸ−Ｙ−Ｚ
（式中、
Ｘは、Ｓ、Ｎ、Ｐ、又はＯ＝Ｐから選択される末端基であり、
ａは、０から３までの整数であり、
Ｙは、少なくとも３個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｚは、疎水性終端基である）を有する分子である、請求項５に記載の植物。 The capping reagent has the formula:
H _a XYZ
(Where
X is a terminal group selected from S, N, P, or O = P;
a is an integer from 0 to 3,
Y is a moiety having at least 3 main chain atoms;
The plant according to claim 5, wherein Z is a molecule having a hydrophobic terminal group.

水溶性分子が、溶媒に露出した極性基を含有する化合物である、請求項５に記載の植物。 The plant according to claim 5, wherein the water-soluble molecule is a compound containing a polar group exposed to a solvent.

水溶性分子が、炭水化物、環状ポリアミン、環状ペプチド、カリックスアレーン、クラウンエーテル及びデンドリマーからなる群から選択される、請求項７に記載の植物。 The plant according to claim 7, wherein the water-soluble molecule is selected from the group consisting of carbohydrates, cyclic polyamines, cyclic peptides, calixarenes, crown ethers and dendrimers.

少なくとも１種のナノ結晶が、
第１の層を形成するナノ結晶の表面に結合したキャッピング試薬であって、少なくとも２個のカップリング基を有するキャッピング試薬と、
第２の層を形成し、コーティング試薬と共有カップリングした少なくとも２個のカップリング部分を有する、低分子量コーティング試薬と、
第２の層に水溶性を付与するための少なくとも１個の水溶性基とを含む、請求項４に記載の植物。 At least one nanocrystal,
A capping reagent bound to the surface of the nanocrystal forming the first layer, the capping reagent having at least two coupling groups;
A low molecular weight coating reagent having at least two coupling moieties forming a second layer and covalently coupled with the coating reagent;
The plant according to claim 4, comprising at least one water-soluble group for imparting water solubility to the second layer.

少なくとも１種のナノ結晶が、
第１の層を形成するナノ結晶の表面に結合したキャッピング試薬であって、少なくとも１個のカップリング基を有するキャッピング試薬と、
第２の層を形成し、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に共有カップリングした少なくとも１個のカップリング部分を有するポリマーとを含む、請求項４に記載の植物。 At least one nanocrystal,
A capping reagent bound to the surface of the nanocrystal forming the first layer, the capping reagent having at least one coupling group;
5. The plant of claim 4, comprising a polymer that forms a second layer and has at least one coupling moiety covalently coupled to at least one coupling group of a capping reagent.

キャッピング試薬が、式：
（式中、
Ｘは、Ｓ、Ｎ、Ｐ、又はＯ＝Ｐから選択される末端基であり、
Ｒａは、少なくとも２個の主鎖炭素原子を含む部分であり、
Ｙは、Ｎ、Ｃ、−ＣＯＯ−、又は−ＣＨ_２Ｏ−から選択され、
Ｚは、極性官能基を含む部分であり、
ｋは、０又は１であり、
ｍは、１から３までの整数であり、
ｎは、０から３までの整数であり、
ｎ’は、０から２までの整数であり、ｎ’は、Ｙの価数要件を満たすように選択される）を有する分子である、請求項９又は１０に記載の植物。 The capping reagent has the formula:
(Where
X is a terminal group selected from S, N, P, or O = P;
Ra is a moiety containing at least two main chain carbon atoms,
Y is selected from N, C, —COO—, or —CH ₂ O—
Z is a moiety containing a polar functional group,
k is 0 or 1,
m is an integer from 1 to 3,
n is an integer from 0 to 3,
The plant according to claim 9 or 10, wherein n 'is an integer from 0 to 2 and n' is selected to meet the valence requirement of Y).

ポリマーが、式：
（式中、
Ｊは、キャッピング試薬の少なくとも１個のカップリング基に対し反応性であるカップリング部分であり、
ｍは、少なくとも１の整数である）を有する、請求項１０に記載の植物。 The polymer has the formula:
(Where
J is a coupling moiety that is reactive to at least one coupling group of the capping reagent;
The plant according to claim 10, wherein m is an integer of at least 1.

第２の層に含まれる低分子量コーティング試薬が、一般式：
（式中、
Ｔは、親水性部分であり、
Ｒｃは、少なくとも２個の主鎖炭素原子を含む部分であり、
Ｇは、Ｎ、Ｐ若しくはＣ、又はＳｉから選択され、
Ｚ’は、カップリング部分であり、
ｍ’は、２又は３であり、
ｎは、１又は２であり、
ｎ’は、０又は１であり、ｎ’は、Ｇの価数要件を満たすように選択される）を有する水溶性分子を含む、請求項９に記載の植物。 The low molecular weight coating reagent contained in the second layer has the general formula:
(Where
T is a hydrophilic part,
Rc is a moiety containing at least two main chain carbon atoms;
G is selected from N, P or C, or Si;
Z ′ is a coupling part,
m ′ is 2 or 3,
n is 1 or 2,
10. A plant according to claim 9, comprising a water-soluble molecule having n ′ is 0 or 1 and n ′ is selected to meet the valence requirement of G).

少なくとも１種類のナノ結晶のうちの少なくとも１個が、非共有結合性又は共有結合性相互作用により、その表面上に一般式：
（式中、ｍ、ｏ及びｐのそれぞれは、約３から約４００から独立して選択される整数であり、ｍ＋ｏ＋ｐの和は、約１０から約１００００の範囲内で選択され、
Ｒ^２は、約３個から約２０個の炭素原子の主鎖と、Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ及びＳｉの群から選択される０個から約３個のヘテロ原子とを有する第１の脂肪族部分であり、
Ｒ^３は、約３個から約８０個の炭素原子の主鎖と、Ｎ及びＯから選択される０個から約４０個のヘテロ原子とを有する第２の脂肪族部分であり、
Ｒ^３は、共重合性基を有する）の両親媒性ポリマーを備える、請求項４に記載の植物。 At least one of the at least one type of nanocrystal has a general formula on its surface by non-covalent or covalent interactions:
Wherein each of m, o and p is an integer independently selected from about 3 to about 400, and the sum of m + o + p is selected within the range of about 10 to about 10,000;
R ² is a first fat having a main chain of about 3 to about 20 carbon atoms and 0 to about 3 heteroatoms selected from the group of N, O, S, Se and Si. The tribe part,
R ³ is a second aliphatic moiety having a main chain of about 3 to about 80 carbon atoms and 0 to about 40 heteroatoms selected from N and O;
The plant according to claim 4, comprising an amphiphilic polymer (with R ³ having a copolymerizable group).

ナノ結晶が、植物の空中部分又は全外表面上に備えられている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の植物。 15. A plant according to any one of the preceding claims, wherein the nanocrystals are provided on the aerial part or the entire outer surface of the plant.

ナノ結晶が、植物の空中部分に備えられている、請求項１５に記載の植物。 The plant according to claim 15, wherein the nanocrystal is provided in an aerial part of the plant.

植物の空中部分が、植物の花及び／又は葉である、請求項１５又は１６に記載の植物。 The plant according to claim 15 or 16, wherein the aerial part of the plant is a flower and / or leaf of the plant.

少なくとも１種のポリマー若しくは紙若しくは金属箔若しくは前記材料の混合物、又は乾燥植物で作られた人工植物である、請求項１〜１５のいずれか一項又は１７に記載の植物。 Plant according to any one of claims 1 to 15, which is an artificial plant made of at least one polymer or paper or metal foil or a mixture of said materials, or a dried plant.

顕花植物である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の植物。 The plant according to any one of claims 1 to 18, which is a flowering plant.

バラ科、アジサイ科、ラン科、アジサイ科、ヒヤシンス科、シュウカイドウ科、シソ科、キク科、フウロソウ科、ナス科、ユリ科、サクラソウ科、アカバナ科、スミレ科、イワタバコ科、アオイ科、パイナップル科、サトイモ科、ツツジ科、ツバキ科、及びオシロイバナ科からの植物からなる群から選択される、請求項１９に記載の植物。 Rosaceae, Hydrangea, Orchidaceae, Hydrangeaceae, Hyacinthaceae, Pleuromyceae, Perillaceae, Asteraceae, Solanum, Eggplant, Lily, Primula, Red-Two 21. The plant of claim 19, wherein the plant is selected from the group consisting of plants from the family Araceae, Rhododendron, Camellia, and Oleander.

バラ、ラン、アジサイ、ヒヤシンス、ベゴニア、ラベンダー、ダリア、ゼラニウム、ペチュニア、チューリップ、ユリ、サクラソウ、スミレ、ガーベラ、グロキシニア、ハイビスカス、アナナス、シクラメン、アンスリウム、アザレア、ブーゲンビリア、及びツバキからなる植物の群から選択される、請求項１９に記載の植物。 From the group of plants consisting of roses, orchids, hydrangea, hyacinths, begonia, lavender, dahlia, geranium, petunia, tulips, lilies, primroses, violets, gerbera, gloxinia, hibiscus, bromeliad, cyclamen, anthurium, azaleas, bougainvillea, and camellia The plant of claim 19, which is selected.

ランが、チドリソウ亜科（Ｏｒｃｈｉｄｏｉｄｅａｅ）、セッコク亜科（Ｅｐｉｄｅｎｄｒｏｉｄｅａｅ）、バニラ亜科（Ｖａｎｉｌｌｏｉｄｅａｅ）、アツモリソウ亜科（Ｃｙｐｒｉｐｅｄｉｏｉｄｅａｅ）、及びヤクシマラン亜科（Ａｐｏｓｔａｓｉｏｉｄｅａｅ）からなる群から選択される、ラン科の亜科から選択される、請求項２０に記載の植物。 The orchids are selected from the family of Orchidideae, Epidendroideae, Vanillaideae, Cypripedioidea, and the subfamily of Apastiasidea. 21. A plant according to claim 20, selected from the family.

有機染料をさらに含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の植物。 The plant according to any one of claims 1 to 22, further comprising an organic dye.

有機染料が、フルオロフォアである、請求項２３に記載の植物。 24. A plant according to claim 23, wherein the organic dye is a fluorophore.

有機染料が、インク、発色団、例えばアゾ化合物、リコペン、β−カロテン、及びアントシアニン、フルオレセイン並びにルシフェリンからなる群から選択される、請求項２３に記載の植物。 24. The plant of claim 23, wherein the organic dye is selected from the group consisting of inks, chromophores such as azo compounds, lycopene, [beta] -carotene, and anthocyanins, fluoresceins and luciferins.

少なくとも１種類のナノ結晶で植物を着色する方法であって、
それに溶解した少なくとも１種類のナノ結晶を含む溶液を提供するステップと、
植物を前記溶液と接触させるステップと
を含む方法。 A method of coloring a plant with at least one nanocrystal,
Providing a solution comprising at least one nanocrystal dissolved therein;
Contacting the plant with the solution.

植物の根を溶液に含浸するか、又は植物の茎を切断し、切断した茎の端部を溶液に含浸するステップを含む、請求項２６に記載の方法。 27. The method of claim 26, comprising impregnating plant roots with the solution, or cutting the plant stems and impregnating the ends of the cut stems with the solution.

空中部分又は植物全体を溶液に接触させるステップを含む、請求項２６に記載の方法。 27. The method of claim 26, comprising contacting the aerial part or the entire plant with the solution.

接触させるステップが、植物の空中部分若しくは植物全体を溶液に浸漬するか、又は溶液を噴霧するステップを含む、請求項２８に記載の方法。 29. The method of claim 28, wherein the contacting step comprises immersing an aerial part of the plant or the entire plant in the solution or spraying the solution.

少なくとも１種類のナノ結晶が、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のナノ結晶、又はナノ結晶と請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の有機染料との混合物である、請求項２６又は２７に記載の方法。 At least one nanocrystal is a nanocrystal according to any one of claims 1 to 14, or a mixture of a nanocrystal and an organic dye according to any one of claims 23 to 25. Item 26. The method according to Item 26 or 27.

溶液が、少なくとも１種類のナノ結晶が溶解した好適な溶媒又は溶媒混合物を含む、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の方法。 31. A method according to any one of claims 26 to 30, wherein the solution comprises a suitable solvent or solvent mixture in which at least one nanocrystal is dissolved.

溶媒が、非プロトン性溶媒及び／若しくは非極性溶媒又はプロトン性溶媒である、請求項３１に記載の方法。 32. The method according to claim 31, wherein the solvent is an aprotic solvent and / or a nonpolar solvent or a protic solvent.

非極性溶媒が、鉱物油、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ピリジン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、二硫化炭素、ジオキサン、ジエチルエーテル、１−オクタデセン、９−オクタデセン、ジイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、テトラヒドロフラン及び前記溶媒の混合物からなる群から選択される、請求項３２に記載の方法。 Nonpolar solvents are mineral oil, hexane, heptane, cyclohexane, benzene, toluene, pyridine, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, carbon disulfide, dioxane, diethyl ether, 1-octadecene, 9-octadecene, diisopropyl ether, ethylene glycol 33. The method of claim 32, selected from the group consisting of monobutyl ether, tetrahydrofuran and a mixture of said solvents.

少なくとも１種類のナノ結晶の濃度が、約０．００１ｍｏｌ／ｌから１ｍｏｌ／ｌの間である、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の方法。 34. A method according to any one of claims 26 to 33, wherein the concentration of the at least one nanocrystal is between about 0.001 mol / l and 1 mol / l.

溶液が、有機染料をさらに含む、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載の方法。 35. A method according to any one of claims 26 to 34, wherein the solution further comprises an organic dye.

有機染料が、フルオロフォアである、請求項３５に記載の方法。 36. The method of claim 35, wherein the organic dye is a fluorophore.

有機染料が、インク、発色団、例えばアゾ化合物、リコペン、β−カロテン、及びアントシアニン、フルオレセイン並びにルシフェリンからなる群から選択される、請求項３５に記載の方法。 36. The method of claim 35, wherein the organic dye is selected from the group consisting of inks, chromophores such as azo compounds, lycopene, [beta] -carotene, and anthocyanins, fluoresceins and luciferins.

溶媒が、高沸点を有する溶媒である、請求項３１に記載の方法。 32. The method of claim 31, wherein the solvent is a solvent having a high boiling point.

溶媒が、１−オクタデセン及び９−オクタデセンからなる群から選択される、請求項３８に記載の方法。 40. The method of claim 38, wherein the solvent is selected from the group consisting of 1-octadecene and 9-octadecene.

請求項１〜１４のいずれか一項に記載のナノ結晶、又はナノ結晶と請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の有機染料との混合物の、植物を染色するための使用。 Use of the nanocrystal according to any one of claims 1 to 14 or a mixture of the nanocrystal and the organic dye according to any one of claims 23 to 25 for dyeing a plant.

植物の空中部分が染色される、請求項４０に記載の使用。 41. Use according to claim 40, wherein the aerial part of the plant is dyed.

空中部分が、好適な溶媒に溶解したナノ結晶を含む溶液と植物を接触させることにより染色される、請求項４１に記載の使用。 42. Use according to claim 41, wherein the aerial part is dyed by contacting the plant with a solution comprising nanocrystals dissolved in a suitable solvent.

接触させるステップが、植物の根を溶液に含浸するか、又は植物の茎を切断し、切断した茎の端部を溶液に含浸するステップを含む、請求項４２に記載の使用。 43. Use according to claim 42, wherein the contacting comprises impregnating plant roots with the solution or cutting the plant stems and impregnating the ends of the cut stems with the solution.

接触させるステップが、植物の空中部分若しくは植物全体を溶液に浸漬するか、又は溶液を噴霧するステップを含む、請求項４３に記載の使用。 44. Use according to claim 43, wherein the contacting step comprises immersing the aerial part of the plant or the whole plant in the solution or spraying the solution.