JP4086188B2 - 架橋ポリマー、ポリマー微粒子およびそれらの製造方法 - Google Patents
架橋ポリマー、ポリマー微粒子およびそれらの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオリゴもしくはポリヌクレオチドを初めとする有機薬物、および、半導体、自由電子金属または金属酸化物を初めとする無機物質の超微粒子の担体として有用な架橋ポリマー微粒子、ならびにそれらの製造方法および使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者の一部により提供された、例えば、ポリ（エチレングリコール）−block−ポリ（ジアルキルアミノエチルメタクリレート）は、アニオン荷電性ポリマーを介してポリマーミセルを形成することから、アニオン荷電性薬物の担体として有用であり（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）、また、金コロイドもしくは半導体微粒子の分散安定化に資することができ、生物学的なアッセイ系の標識もしくは量子ドットとして使用できる金もしくは半導体固定化（もしくは内包）ポリマー粒子を提供できる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
あるいは、上記のブロックコポリマーのポリ（ジアルキルアミノエチルメタクリレート）セグメントに代え、メルカプト基を末端に有するポリ（エチレングリコール）誘導体も金および半導体の超微粒子の分散安定化に都合よく使用できることも知られている（例えば、上記の特許文献２、特許文献３、特許文献４および非特許文献１参照。）。さらに、重合ラテックス粒子内に標識となりうる無機超微粒子を内包しうる水性媒体中での安定性やラテックス粒子表面へのタンパク質の非特異吸着が低減できるとするポリ（オキシアルキレン）セグメントを有する（メタ）アクリルエステルとスチレンとから形成されたポリマー微粒子を知られている（例えば、特許文献５参照。）。また同様に、本発明者の一部により、例えば、式
【０００４】
【化１２】
【０００５】
で表されるヘテロテレケリックポリマー、ならびに該ポリマーをマクロモノマーとして用い、スチレンまたは（メタ）アクリル酸またはそのエステルもしくはアミドとのコポリマーを提供した（特許文献６参照）。前記コポリマーは、ＰＥＧ鎖を枝ポリマーとする一種のグラフトポリマーであり、グラフトポリマーそれ自体が奏する機能に加え、片末端のアルデヒド（Ｏ＝ＣＨ−）基を介して、各種の生体分子とのコンジュケートを形成する、生体適合性材料として興味がもたれるものである。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第９８／４６６５５号パンフレット（第１９頁実施例８）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−８０９０３公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−２００５０公報
【０００９】
【特許文献４】
米国特許第６,３０６,６１０号明細書
【００１０】
【特許文献５】
特開平８−１３３９９０号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開平９−３０２０４８号公報
【００１２】
【非特許文献１】
Kataoka et al., Macromolecules １９９９，３２，６８９２−６８９４
【００１３】
【非特許文献２】
Otsuka et al., J. Am. Chem. Soc. ２００１，１２３，８２２６−８２３０
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のポリ（エチレングリコール）−block−ポリ（ジアルキルエチルメタクリレート）は、それ自体、良好な薬物、例えば、ポリヌクレオチドまたは金もしくは半導体の超微粒子との、シエルもしくは表面周辺がポリ（エチレングリコール）鎖から形成され、薬物または金もしくは半導体の超微粒子をコアとするコア−シエル型のコンジュゲートまたは複合体を形成する。また、特許文献５および６に記載されるような、ある種のラテックス粒子も、それらのコア部に薬物または金もしくは半導体の超微粒子を内包もしくは固定することができる。
【００１５】
しかし、薬物等をより安定に固定もしくは内包できるが、他方、ある一定の環境下では固定された薬物等を選択的に放出できる担体が提供できると薬物の送達系やさらなる機能を有する量子ドットもしくは標識の提供に資するであろう。本発明の目的は、かような担体の提供にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく検討してきたところ、ポリマー微粒子のコア部がアミノ基に富み、架橋による網目構造を有し、他方、シエル部が該アミノ基を供給するモノマーと独立したポリ（エチレングリコール）セグメントを有するマクロマーから形成されると、かようなポリマー微粒子は、前記のような薬物を安定にコア部に固定ないしは内包できることのみならず、環境の変化、例えば、水性媒体中のｐＨの変化により、該微粒子のコア−シエル構造を保持したまま、該微粒子を膨潤また、逆に収縮させることができ、これによって薬物等の選択的放出を容易にできることも見出した。本発明はかような知見に基づいて完成したものである。
【００１７】
したがって、本発明によれば、エチレン性不飽和重合性基から形成される主鎖を有し、かつ該主鎖間に架橋結合を有する架橋ポリマー由来のポリマー微粒子であって、
該主鎖が、（ｉ）Ｎ,Ｎ−ジ−Ｃ1-6アルキル置換アミノ基を原子数１〜１０の連結基を介して該主鎖に共有結合した側鎖、および（ｉｉ）ポリ（エチレングリコール）セグメントを有する親水性基を該主鎖に共有結合した側鎖、をそれぞれ独立に含んでなり；
こうして、該ポリマー微粒子は水性媒体中に可溶化または分散された場合に、該（ｉ）の側鎖と主鎖が主としてコア部を形成し、他方、該（ｉｉ）の側鎖が主としてシエル部を形成するコア−シエル型微粒子となる、ことを特徴とするポリマー微粒子が提供される。
【００１８】
また本発明は、このようなポリマー微粒子を、都合よく製造することのできる架橋ポリマーにも関する。別の態様の本発明として、
（ａ） 式Ｉ：
【００１９】
【化１３】
【００２０】
［式中、Ｘは水素原子、−ＣＯＯＺ基（ここで、Ｚは水素原子または有機基を表す）−ＣＨＲ1Ｒ2（ここで、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-6アルキルオキシ基、フェニルオキシ基もしくはフェニル−Ｃ1-3アルキルオキシ基を表すか、またはＲ1およびＲ2は一緒になって−ＯＣＨＲ′−ＣＨ2Ｏ−であって、Ｒ′が水素原子もしくはＣ1-6アルキル基である基を表す）または−ＣＨ＝Ｏを表し、
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表すか、あるいは
【００２１】
【化１４】
【００２２】
は、一体となって水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーと、
（ｂ） 式ＩＩ：
【００２３】
【化１５】
【００２４】
（式中、Ｒ3およびＲ4は、独立してＣ1-6アルキル基を表し、Ｒbは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙは−Ｏ−または−ＮＨ−を表し、そしてｑは２〜６の整数である）で表されるコモノマーと、
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤と、
（ｄ） 場合によって存在してもよい（ａ）および（ｂ）以外の重合性不飽和基を有する希釈モノマー、
との共重合によって得られる架橋ポリマー、
が提供される。このような架橋ポリマーの特定の態様では、（ａ）のポリ（エチレングリコール）マクロモノマーと（ｂ）のコモノマーが、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲内にあり、そして（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーの総量に対し、架橋剤の割合が０.１〜２５モル％である、前記架橋ポリマーが提供される。
【００２５】
本発明に従えば、さらに、前記ポリマー微粒子におけるコア部に粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの金または半導体超微粒子が、さらに固定されたポリマー微粒子、また、前記ポリマー微粒子におけるコア部にオリゴもしくはポリ（ヌクレオチド）またはアニオン荷電性薬剤が、さらに固定されたポリマー微粒子も、提供される。
【００２６】
またさらに本発明に従えば、不活性ガスの雰囲気下で、（ａ） 式Ｉ：
【００２７】
【化１６】
【００２８】
［式中、Ｘは水素原子、−ＣＯＯＺ基（ここで、Ｚは水素原子または有機基を表す）−ＣＨＲ1Ｒ2（ここで、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-6アルキルオキシ基、フェニルオキシ基もしくはフェニル−Ｃ1-3アルキルオキシ基を表すか、またはＲ1およびＲ2は一緒になって−ＯＣＨＲ′−ＣＨ2Ｏ−であって、Ｒ′が水素原子もしくはＣ1-6アルキル基である基を表す）または−ＣＨ＝Ｏを表し、
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表すか、あるいは
【００２９】
【化１７】
【００３０】
は、一体となって水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーおよび重合開始剤を含有する水溶液と、
（ｂ） 式ＩＩ：
【００３１】
【化１８】
【００３２】
（式中、Ｒ3およびＲ4は、独立してＣ1-6アルキル基を表し、Ｒbは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙは−Ｏ−または−ＮＨ−を表し、そしてｑは２〜６の整数である）で表されるコモノマーおよび
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤とを室温下で混合し、次いでこの混合液を攪拌しながら共重合反応が開始できる温度に加温し、（ｂ）のコモノマーおよび（ｃ）の架橋剤が実質的に検出できなくなるまで反応を継続する工程を含んでなり、かつ、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーを、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲で使用し、そしてこれらのモノマーの総量に対し、架橋剤を０.１〜２５モル％の割合で使用する、ことを特徴とする架橋ポリマーの製造方法も提供される。なお、この架橋ポリマーの製造方法は、架橋ポリマーそれ自体、また、同時にポリマー微粒子の製造もできる。
【００３３】
またさらに本発明によれば、該ポリマー微粒子の水溶液を周期律表のＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素の塩化物の水溶液と、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、該元素の１〜２０倍となるように混合攪拌し、次いで、ＶＩＢ族元素のアルカリ金属塩を前記塩化物の当量以上含有する水溶液を加えて、さらに反応させる工程を含んでなり、かつ、微粒子の窒素含量とＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素のモル比を１：１〜１：１２で用いることを特徴とする、半導体超微粒子をコアに固定したポリマー微粒子の製造方法も提供される。また、別法として、該ポリマー微粒子の水溶液のｐＨを約６に調節した。別に、塩化金酸水溶液を調節し、次いで水溶液のｐＨを約６に調節した後、こうして調節した両溶液をポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、金原子の１〜２０倍となるように混合して金微粒子が形成し、そして該ポリマー微粒子のコア部に固定されるのに十分な条件下で撹拌することを特徴とする、金超微粒子をコアに固定したポリマー微粒子の製造方法も、提供される。
【００３４】
以下、本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
本発明に従う架橋ポリマーは、三次元ポリマーまたは網目ポリマーとも称され、殆どが、実質的には水を初めとする溶媒に不溶であり、そして本発明に従う、ポリマー微粒子を形成するが、水中ではＰＥＧマクロモノマーに由来するＰＥＧセグメントの作用により、分子全体または粒子が可溶化され、恰も、通常の意味に用いる溶液のごとき外観を呈する。したがって、本明細書で溶液と称するときは、上記のごとく溶質ポリマー全体またはポリマー微粒子が可溶化され、恰も溶液のごとき外観を呈する場合を包含する。
【００３６】
したがって、上述したとおり、前記架橋ポリマーは、それらの水溶液中で微粒子またはビーズ状の形態で可溶化または分散された状態で存在しうる。また、このような微粒子は、遠心分離、濾過、その他の方法により、固体粒子として溶液から分離することもできる。これらのいずれの形態の微粒子も本発明の一態様である。
【００３７】
また、上述したとおり、本発明の架橋ポリマーは、ポリマー微粒子を同時に形成し、また、該微粒子を製造するのに都合よく使用できるが、しかし本発明に従うポリマー微粒子は、前記の構造上の特徴を有するものであれば、該架橋ポリマーに由来するものに限定されない。さらに、本発明に従うポリマー微粒子は、精製水中に分散させて動的光散乱粒径解析（ＤＬＳ）を行った場合に平均粒径が３０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍの範囲にあり、そして該微粒子のｐＨ１０におけるＤＬＳによる平均粒径値に対して、ｐＨ４における同様な値が１.３０〜７０.０倍に増大する、との特有の構成要件または特性を有することで、従来の、所謂、ラテックスゲル等の微粒子と明確に区別できる。
【００３８】
したがって、以上のような構成要件、構造上の特徴または特性を有するものであれば、使用するモノマーにより限定されない。例えば、Ｎ,Ｎ−ジ−Ｃ1-6アルキル置換アミノ基をポリマー主鎖に連結する基（連結基）は、式（ＩＩ）の−（ＣＨ2）q−Ｙ−ＣＯ−に限定されず、該アミノ基がポリマー微粒子のコア部の一部を構成する鎖長の連結基であれば、どのような基であってもよい。具体的には、炭素、窒素、酸素からなる原子数１〜１０個からなる連結基であれば、いかなる基であってもよい。他方、主鎖は、上記のとおり「エチレン性不飽和重合性基から形成される」ものであるから、重合可能なビニル基から形成されるものである。
【００３９】
また、ポリ（エチレングリコール）セグメントを有する親水性基を該主鎖に共有結合した側鎖は、主鎖に、エステル結合もしくはエーテル結合を介して結合したポリ（エチレングリコール）鎖であってもよいが、また、例えば、ＷＯ ９６／３２４３４、ＷＯ ９６／３３２３３またはＷＯ ９７／０６２０２に記載されるようなポリ（エチレングリコール）の片末端がいずれかの官能基により修飾されており、そして、他の末端に疎水性ポリマーセグメントが結合し、該疎水性ポリマーセグメントの非結合末端にエチレン性不飽和重合性基から誘導されたものであっても、例えば、本発明について規定する特性を有する限り、本発明にいうポリマー微粒子に包含される。なお、さらなる具体的な説明は後述する架橋ポリマーについての説明が適用できる。
【００４０】
上記のＣ1-6アルキルを含め、本明細書で使用するところのアルキル基およびアルキルオキシ基におけるアルキル部分は、直鎖または分枝のアルキルを意味する。したがって、Ｃ1-6のアルキル基およびアルコキシのアルキル部分としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ.−ブチル、ｔｅｒｔ.−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉsｏ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル等が挙げられる。これらのうち、式ＩにおけるＲ1およびＲ2にいうアルキルオキシのアルキル部分、ならびに式ＩＩにおけるＲb、Ｒ3およびＲ4のアルキル基は、特にＣ1-3アルキルが好ましい。
【００４１】
したがって、Ｒ1およびＲ2にいうアルコキシ基として特に好ましいものとしてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基が挙げられる。その他、Ｒ1およびＲ2はフェニルオキシ基またはフェニルＣ1-3アルキルオキシ基、特にベンジルオキシ基もしくはフェネチルオキシ基、を好ましいものとして挙げることができる。これらの基は、同一または異なっていてもよいが、好ましくは同一の基である。また、Ｒ1およびＲ2は、一緒になって、Ｃ1-6アルキルで置換されていてもよい１,２−エチレンジオキシ基（−ＯＣＨ(Ｒ′)−ＣＨ2Ｏ−：ここでＲ′はＣ1-6アルキル基である）であってもよいが、好ましくは、１,２−エチレンジオキシ基、１−メチル−１,２−エチレンジオキシ基、１−エチル−１,２−エチレンジオキシ基である。
【００４２】
このような基からなる−ＣＨＲ1Ｒ2基（アセタール化もしくはケタール化ホルミル基に相当する。）は、例えば、酸で処理することにより、Ｒ1およびＲ2が一緒になって、オキシ（＝Ｏ）すなわち、Ｘが−ＣＨ＝Ｏを表すホルミル基（またはアルデヒド基）に容易に転化できる。従って、Ｘが水素原子または−ＣＨ＝Ｏ基以外を表す式（Ｉ）のマクロモノマーを用いて架橋ポリマーを製造した後、ポリマーを酸（例えば酢酸）で処理することによっても、ＰＥＧ鎖の分子の片末端にホルミル基（またはアルデヒド基）またはカルボキシル基を有する架橋ポリマーを提供できる。
【００４３】
ＲaおよびＲbは、独立して、好ましくはメチル基または水素原子であり、また、Ｒ3およびＲ4は、独立して、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基であることが好ましい。
【００４４】
また、Ｌはカルボニル基（＝Ｃ＝Ｏ）、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基
【００４５】
【化１９】
【００４６】
（ここで、ｔは１〜３の整数である）
であるが、好ましくはカルボニル基、メチレンおよびベンジレン基
【００４７】
【化２０】
【００４８】
である。
【００４９】
ｎは２〜１０,０００の整数であることができる。したがって、本発明にいうポリマーの語「ポリマー」は、オリゴマーを包含する概念で使用している。
【００５０】
以下、本発明に従うポリマー微粒子の好ましい態様である、架橋ポリマーの製造または微粒子の形成について説明するが、本発明に従うポリマー微粒子は、これらの記載例に限定されない。
【００５１】
本発明で用いる上記マクロモノマーは式Ｉの構造を参照し、多様な方法で製造できる。市販のＰＥＧを、例えば、（メタ）アクリル酸クロライド、ビニルベンジルクロリド、アリルクロリドを用いる脱ハロゲン化水素反応により、部分的に末端を修飾することにより製造できるが、例えば、前記特許文献６に記載されているように、いわゆるリビング重合によって製造すると、ポリ（エチレングリコール）またはポリ（オキシエチレン）セグメントは、重合開始剤に対してエチレンオキシドの使用量を調整することによって一峰性の分子量をもつセグメントとすることが可能である。したがってｎは、２〜１０,０００の範囲内で、極めて分布の狭い数（単分散）とすることができ、好ましくは１０〜２００のいずれかの整数であることができる。
【００５２】
ｐは、１〜５の整数である。好ましくは、１〜３の整数を挙げることができる。
【００５３】
式ＩＩのモノマーは、（メタ）アクリル酸のアミノアルキルアミドまたはエステルである。Ｒb、Ｒ3およびＲ4について上記したとおりの定義を有するものであるが、特に好ましいものとしては、Ｎ,Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、およびＮ,Ｎ−ジエチルアミノプロピルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、ならびにこれらの対応するアクリレートもしくはアクリルアミドを挙げることができる。
【００５４】
（ｃ）の架橋剤は２個または３個以上の重合性不飽和基を有する多官能性のモノマーであって、式Ｉおよび式ＩＩのモノマーと共重合でき、本発明の目的を達成できるものであればいかなる架橋剤であってもよい。また、多種多様な市販されている架橋剤がそのまま使用できる。好ましいものとしては、限定されるものでないが、式ＩＩＩ：
【００５５】
【化２１】
【００５６】
（式中、Ｒcは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙ′は原子価結合、ＣＯ−または−ＮＨ−を表し、Ａはフェニレン基−(ＣＨ2)r−（ここで、ｒは１〜４の整数である）または−(ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ)s−（ここで、ｓは１〜４の整数である）で表される架橋剤を挙げることができる。より具体的に、特に好ましい架橋剤としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンおよびＮ,Ｎ′−メチレンビスアクリルアミドである。
【００５７】
本発明の架橋ポリマーはさらに場合により、１種以上の、好ましくは１種の重合性不飽和基を有する希釈モノマー由来の反復単位を含むことができる。限定されるものでないが、希釈モノマーとしては、スチレン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸アミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、イソプレン、ブタジエン等を挙げることができる。以上の例示から理解できるとおり、本明細書で「（メタ）アクリレート」および「（メタ）アクリル酸」と称す場合、メタクリレートもしくはアクリレートおよびメタクリル酸もしくはアクリル酸を、それぞれ意味する。
【００５８】
好ましい態様の架橋ポリマーまたはポリマー微粒子を構成するのに必須の（ａ）のマクロモノマー（ポリマー微粒子の（ｉｉ）の側鎖をもたらす。）と（ｂ）コモノマー（ポリマー微粒子の（ｉ）の側鎖をもたらす。）は、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲内で使用することができる。そして、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーの総量に対し、架橋剤（ｃ）は０.１〜２５モル％の割合で使用することができる。
【００５９】
これらのモノマーの共重合反応は、ラジカル重合が起こる条件下、例えば、溶媒として、必要により水混和性の有機溶媒、メタノール、エタノールの存在してもよい水、好ましくは水単独で、開始剤として、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、４,４′−アゾビス−４−シアノバレリアン酸等を用いて、必要により加熱下に行うことができる。反応体の混合溶液は、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）により脱気を行った状態で、激しく攪拌しながら反応を行えばよい。反応は、反応混合物のアリコートを、例えばガスクロマトグラフィーで分析し、未反応のモノマーが消失するまで行う。こうして、一般的には、架橋ポリマーが微粒子（またはビーズ）状で得られる。このような微粒子の粒径は、反応において、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーと（ｃ）の架橋剤の使用割合を選ぶことにより、また、（ａ）のマクロモノマーのＰＥＧの分子量を選ぶことにより、粒径を約３０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜約１μｍに調整することができ、必要により、さらに１μｍ以上、１０μｍ以下にも調整することができる。したがって、本発明の微粒子はナノスフェアもしくはミクロスフェアと称することもできる。さらに、上述したとおりこれらの粒径は、水性媒体のｐＨを変化されることにより調節することもできる。通常、コモノマーの配合比を増加させることにより大きい粒径の微粒子を形成できる。他方、架橋剤の使用割合を変化させることにより、網目の疎密を調整できる。また、希釈剤モノマーとして、例えば、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を併用すると微粒子の水溶性を向上させることができ、例えば、スチレンを併用すると微粒子に屈折率の向上特性を付与することができる。
【００６０】
こうして得られる微粒子（またはナノスフェアもしくはミクロスフェア）は、再現性よく容易に作製でき、主としてシエル領域を構成するＰＥＧの特性と、存在する場合には、その末端に存在する官能基を利用することにより、特有の機能材料として有用である。例えば、医用では、上述したとおり、主にアニオン荷電性薬物の担体、ラテックス診断薬や細胞分離材料に使用できる。
【００６１】
さらに本発明の架橋ポリマーの微粒子は、その網目構造、さらには、第三級アミン部分を介して、金、銀、銅等の自由電子金属、あるいは限定されるものでないが下記半導体の超微粒子を固定または内包した複合微粒子として提供することができる。金、銀等の超微粒子が生物学的アッセイ系で標識として利用されていることは周知であり、また、ある種の半導体、限定されるものでないが、例えば、ＺｎＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ等のナノ結晶またはそれらの複合体が有機色素に比べ、より優れた蛍光ラベルであることも知られている（例えば、Chan et al., Science Vol．２８１（１９９８）２０１６−２０１８；Mamedova et al.，Nano Lett.，Vol．1（２００１）２８２−２８６；上記 Han et al.，参照）。したがって、本発明に従う複合微粒子は、生物学的アッセイ系で、またはその他の用途に向けた量子ドットとして有用である。
【００６２】
本明細書で使用するところの「超微粒子（またはナノ粒子）」 は、本発明のポリマー微粒子内に固定または内包される大きさのものをすべて包含するサイズの粒子を意味するが、例えば、金または半導体超微粒子の場合には、直径が１〜２０ｎｍの範囲内にあることができる。例えば、これらの半導体超微粒子は半導体を構成する成分および／または粒径を選ぶことによって発光波長の異なるポリマーナノもしくはミクロスフェアを提供できる。
【００６３】
かような金属または半導体超微粒子をコア部に固定または内包した架橋ポリマーの微粒子またはナノもしくはミクロスフェアは、本発明に従うナノもしくはミクロスフェアと金属または半導体超微粒子のゾルとを水性媒体中で混合撹拌することにより、作製することができる。また、半導体超微粒子を固定または内包させるには、例えば、周期律表のＩＩＢ族またはＩＩＩＢ族の元素の塩化物等の水溶液と上記ミクロスフェアの水溶液とを混合撹拌して該元素をミクロスフェアに内包し、次いで例えば、ＶＩＢ族の元素とアルカリ金属との塩の水溶液またはＨ2Ｓと混合撹拌することにより、ナノもしくはミクロスフェア内において、インサイチュー（in situ）で半導体を形成し、固定することによることもできる。また、例えば、特許文献４に記載されているような半導体超微粒子を上記ミクロスフェアの水溶液と混合撹拌することによることもできる。さらにまた、本発明に従う架橋ポリマーを製造する際のいずれかの段階の反応液中に該半導体超微粒子を共存させて生成する架橋ポリマーからなるポリマー微粒子中に該超微粒子を、固定または内包させてもよい。半導体と架橋ポリマーまたはポリマー微粒子との使用割合は、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、半導体分子の１〜２０倍となるように調整するのが好ましいが、これに限定されない。
【００６４】
また、自由電子金属、例えば、金超微粒子を上記ミクロスフェアまたはポリマー微粒子中に固定または内包することは、上記の半導体超微粒子について記載した方法に準じて実施することができる。しかし、例えば、塩化金酸のような金化合物を用いる場合には、例えば、ポリマー微粒子水溶液のｐＨを約６に調節しておき、また別に、塩化金酸水溶液を調製し、次いで該水溶液のｐＨを約６に調節し、これらの両水溶液を金微粒子が形成し、そして該ポリマー微粒子のコア部に固定されるのに十分な条件下で撹拌することで、金粒子をポリマー微粒子中に効率よく固定することができる。金属と架橋ポリマーまたはポリマー微粒子との使用割合は、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、金属原子の１〜２０倍となるように調整するのが好ましいが、これに限定されない。
【００６５】
上記の固定化または内包化方法において、ポリマー微粒子濃度および半導体もしくはその前駆原料または金もしくはその前駆原料の処理液中の濃度は、処理液が機械的に撹拌できる濃度であれば、いずれの濃度であってもよいが、必要があれば、後述する実施例を参照に小実験を行うことにより、当業者は最適濃度を決定できるであろう。また、処理温度は、周囲温度で行うことができるが、それぞれの固定化または内包化に悪影響を及ぼさない範囲で加熱または冷却してもよい。
【００６６】
これらの条件は、架橋ポリマーの重合に際しても使用できる。
【００６７】
【実施例】
以下、具体例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
＜実施例において使用する略号の意味＞
略号は、それぞれ以下の意味を表す。
（ａ）成分：マクロモノマー
ｍ−ＰＥＧＭＡ：ポリエチレングリコールマクロモノマー１：α−メトキシ−ω−メタクリロイルポリエチレングリコール
ｃ−ＰＥＧＶＢ：ポリエチレングリコールマクロモノマー２：α−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール
（ｂ）成分：コモノマー
ＤＥＡＥＭＡ：Ｎ,Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート（モノマー）
（ｃ）成分：架橋剤
ＥＤＭＡ：エチレングリコールジメタクリレート（架橋剤）、
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン
ＫＰＳ：過硫酸カリウム（重合開始剤）、
微粒子（ナノスフェア）：ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）、
ＣｄＳ内包ナノスフェア：ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳ。
＜実施例において使用する分析機器＞
ＧＳＣ（ガスクロマトグラフ）：ＧＣ５８９０ ＳＥＲＩＥＳ ＩＩ（ヒューレットパッカート）、
ＤＬＳ（動的光散乱粒径解析装置）：ＤＬＳ−７０００（大塚電子社）、
元素分析測定装置：（パーキンエルマー）、
レーザー微粒子蛍光検出装置：ＺＥＥＣＯＭ（マイクロテック・ニチオン）。
透過型電子顕微鏡：ＴＥＭ（日立 ＨＤ ２０００）
実施例１：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００の合成
反応容器にα−メトキシ−ω−メタクリロイルポリエチレングリコール［ｍ−ＰＥＧＭＡ（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量５,０００）］１２ｇ、ＫＰＳ４４９ｍｇおよび水９００ｍｌを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレータにより脱気を行った後にアルゴン置換した。別の容器をアルゴン置換した後、シリンジ操作によりＤＥＡＥＭＡ３０ｇおよびＥＤＭＡ３２７ｍｇを加え、攪拌した。更に、前記のＤＥＡＥＭＡ／ＥＤＭＡ混合溶液をシリンジ操作により、ポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間反応させた。２４時間後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡおよびＥＤＭＡが消失していることを確認した。得られた混合物を濾過して不溶物を除いた。その後、可溶成分を遠心分離操作により沈積させ、精製水中に分散させた。このようにしてｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００ナノスフェアーの水溶液を得た。
【００６８】
得られたナノスフェアーの粒径および粒度分布を前記のＤＬＳを用いて測定した。また、ナノスフェアー水溶液１ｍｌを凍結乾燥し、水溶液中の重合物含量を算出した。更に、凍結乾燥品の元素分析を行い、乾燥重合物中の窒素含量を算出した。これらの結果を下記の表１に示す。
実施例２：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００の合成
ｍ−ＰＥＧＭＡ（数平均分子量５,０００）６.２１ｇ、ＤＥＡＥＭＡ１４.７１ｇ、ＥＤＭＡ１５０ｍｇ、水４５０ｍｌ、ＫＰＳ２０４ｍｇを用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００ナノスフェアー水溶液を得た。
【００６９】
得られたナノスフェアーについて実施例１と同様の評価を行い、結果を下記の表１に示す。
実施例３：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０の合成
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量２,０００）０.２５ｇ、ＫＰＳ７.７ｍｇおよび水１５ｍｌを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレータにより脱気を行った。別の容器をアルゴン置換した後、シリンジ操作によりＤＥＡＥＭＡ０.５０ｇおよびＥＤＭＡ５.６ｍｇを加え、撹拌した。更に、前記ＤＥＡＥＭＡ／ＥＤＭＡ混合溶液をシリンジ操作によりポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌させた。２４時間後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡおよびＥＤＭＡが消失していることを確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０ナノスフェアー水溶液を得た。
【００７０】
得られたナノスフェアーについて実施例１と同様の評価を行い、結果を下記の表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
実施例４：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳの調製
実施例１において調製したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００を用いて、ナノスフェアー中に含まれる窒素含量とカドミウムイオンのモル比を１：１〜１：１２の範囲で変化させｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳの調製を行った。この調製条件を下記の表２に示す。
【００７３】
所定濃度に希釈したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェアー水溶液（４ｍｌ）に１.０×１０-3Ｍ塩化カドミウム水溶液１ｍｌ(１.０×１０-5ｍｏｌ）を加えしばらく撹拌させた。次に、１.０×１０-3Ｍ硫化ナトリウム９水和物水溶性１ｍｌ（１.０×１０-5ｍｏｌ）を、室温に於いてゆっくりと滴下させた。１時間反応させることにより、ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳを得た。得られたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳの外観の状態を下記の表３に示す。
実施例５：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳの調製
実施例２において調製したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００を用いた以外は、実施例４と同様の操作を行い、ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳを得た。この調製条件を下記の表２に示す。得られたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳの外観を下記の表３に示す。
実施例６：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳの調製
実施例３において調製したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０を用いた以外は、実施例４と同様の操作を行い、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳを得た。この調製条件を下記の表２に示す。得られたｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳの外観を下記の表３に示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
【表３】
【００７６】
実施例７：レーザー微粒子蛍光検出装置による蛍光観察
実施例４〜６において調製されたｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳ、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳのうち、試行番号（ＲＵＮ）１０（Ｃｄ：Ｎ＝１：１２）、同１１（Ｃｄ：Ｎ＝１：１）、同１２（Ｃｄ：Ｎ＝１：２）、同１３（Ｃｄ：Ｎ＝１：１３）、同１４（Ｃｄ：Ｎ＝１：８）および同１５（Ｃｄ：Ｎ＝１：１２）において、マイクロテック・ニチオン社製レーザー微粒子蛍光検出装置を用いて蛍光観察を行った。水中で安定に可溶化されたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳは、何れも蛍光性を有することが確認できた（図１参照。）。
実施例８：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ＤＥＡＥＭＡゲルナノ粒子中における金イオンの自動還元法
（実験条件）
ｃ−ＰＥＧＶＢ（数平均分子量１８００）：ＤＥＡＥＭＡ＝１：４（ｗｔ／ｗｔ）の条件で作成したゲル粒子（平均粒径１２０ｎｍ）の水溶液を凍結乾燥し重量濃度を決定したところ、３０.１６ｍｇ／ｍｌであった。このゲル粒子水溶液を１ｍｌ取り分け、超純水で５倍に希釈しｐＨ６に調整した。塩化金酸・４水和物水溶液２.５ｍｇ／ｍｌを１ｍｌ取り分け、ｐＨ６に調整し前述のゲル粒子水溶液を激しく攪拌している中に加え、そのまま１日攪拌を続け金イオンを還元した。得られた赤い溶液を５倍希釈し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を行った。得られたスペクトグラムを図２に示す。
実施例９：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）の合成
ナノスフェアを合成する際、ポリエチレングリコールマクロモノマーｃ−ＰＥＧＶＢとジエチルアミノエチルメタクリレートＤＥＡＥＭＡの重量比を１／０.５〜１／１００の範囲で変化させｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）の合成を行った（試行番号１〜７）。各々の仕込み量は、ｃ−ＰＥＧＶＢとＤＥＡＥＭＡの合計で０.７５ｇ、ＥＤＭＡの添加量は該合計量の１ｍｏｌ％とし、ＫＰＳ添加量は（ｃ−ＰＥＧＶＢ＋ＤＥＡＥＭＡ＋ＥＤＭＡ）の合計量の１ｍｏｌ％とし、そして、水１５ｍＬとして行った。この合成条件を下記の表４に示す。
【００７７】
【表４】
【００７８】
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量１８００）０.１５ｇ、ＫＰＳ９.１ｍｇ及び水１５ｍＬを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレーターにより脱気を行った。更に、シリンジ操作によりＥＤＭＡ６.６μＬ、ＤＥＡＥＭＡ６５０μＬをポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌した。２４時間反応後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡ及びＥＤＭＡが消失している事を確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェア水溶液を得た。
【００７９】
各々の合成条件により得られたナノスフェアの粒径及び粒径分布をＤＬＳを用いて測定した。結果を下記の表５に示す。
【００８０】
【表５】
【００８１】
実施例１０：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）の合成
ナノスフェアを合成する際、ポリエチレングリコールマクロモノマーｃ−ＰＥＧＶＢの分子量を１８００〜７３００の範囲で変化させｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）の合成を行った。各々の仕込み量は、ｃ−ＰＥＧＶＢとＤＥＡＥＭＡの合計で０.７５ｇ、ＤＶＢの添加量は該合計量の１ｍｏｌ％とし、、ＫＰＳ添加量は（ｃ−ＰＥＧＶＢ＋ＤＥＡＥＭＡ＋ＤＶＢ）の合計量の１ｍｏｌ％とし、そして水１５ｍＬとして行った（試行番号１〜３）。この合計条件を下記の表６に示す。
【００８２】
【表６】
【００８３】
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量１８００）０.１５ｇ、ＫＰＳ９.１ｍｇ及び水１５ｍＬを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレーターにより脱気を行った。更に、シリンジ操作によりＤＶＢ４.８μＬ、ＤＥＡＥＭＡ６５０μＬをポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌した。２４時間反応後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡ及びＤＶＢが消失している事を確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）ナノスフェア水溶液を得た。
【００８４】
得られたナノスフェアについて実施例９と同様の評価を行い、結果を下記の表７に示す。
【００８５】
【表７】
【００８６】
実施例１１：ｐＨの異なる溶液中でのポリマー微粒子の処理
この実施例では、本発明に従うポリマー微粒子の粒径はｐＨ応答性であることを示す。
【００８７】
実施例９において合成したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−６３（試行番号４）を用いて、水溶液のｐＨを変化させた時の粒径の変化をＤＬＳを用いて測定した。
【００８８】
所定濃度（０.５ｍｇ／ｍＬ）に希釈したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェア水溶液３ｍＬに対して、１.０×１０-2Ｎ−ＨＣｌもしくは、１.０×１０-2Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を加える事によってｐＨを３〜１２まで変化させた。その時の粒径をＤＬＳを用いて測定した。結果を表８に示す。
【００８９】
【表８】
【００９０】
実施例１２：架橋剤ＤＶＢの各種使用割合でのポリマー微粒子の製造
この実施例では、架橋剤の使用割合を変化させることにより、得られる微粒子の粒径および体積膨潤度を制御できることを示す。
【００９１】
実施例１０において合成したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）−１８（試行番号１）と同様の系にて、ＤＶＢ濃度を変化させた時、ｐＨ４における粒径とｐＨ１０における粒径から求めた体積膨潤度への影響について評価を行った。
【００９２】
ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）−１８（試行番号１）と同様の方法にて、ＤＶＢの添加量のみ０.１ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％の範囲内において変化させてナノスフェアを合成した。それぞれの溶液を０.５ｍｇ／ｍＬとなるよう希釈し、１.０×１０-2Ｎ−ＨＣｌもしくは、１.０×１０-2Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を加える事によってｐＨを４及び１０に変化させた。ＤＬＳによりそれぞれの状態における粒径を測定した。結果を表９に示す。
【００９３】
【表９】
【００９４】
実施例１３：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）ゲルナノ粒子中における金イオンの自動還元
ｃ−ＰＥＧＶＢ（数平均分子量１８００）０.１５ｇ（０.０８ｍｍｏｌ）と開始剤ＫＰＳ９.１ｍｇ（０.０３ｍｍｏｌ）を入れた５０ｍｌ三方活栓付きガラス製反応容器を１５分真空にし、その後アルゴン（Ａｒ）封入した。この操作を３回繰り返すことにより反応容器内をＡｒ雰囲気へと置換した。次いで、重合溶媒として脱気を行った蒸留水を加えた。そこへ、さらに架橋剤ＤＶＢ４８μｌ（０.０３ｍｍｏｌ）およびコモノマーＤＥＡＥＭＡ６５０μｌ（３.２ｍｍｏｌ）を添加し、反応液を湯浴で６０℃へ昇温し、重合を開始した。
【００９５】
架橋剤およびコモノマーがＧＣ測定で検出されなくなった後、反応溶液（５０ｍｇ／ｍｌ）を３０μｌとり、３ｍｌの蒸留水に加え（０.５ｍｇ／ｍｌ）、ＤＬＳによって測定した（粒径６０ｎｍ）。得られた粒子は超遠心分離（３５０,０００×ｇ、２０℃、１５ｍｉｎ×１）により精製した。こうして得た粒子から調製したゲル粒子水溶液（３.３４ｍｇ／ｍｌ）を２ｍｌ取り分け、塩酸を用いてｐＨ６に調整した。また、超純水に溶解した塩化金酸水溶液１.４３ｍｇ／ｍｌを、水酸化ナトリウムを用いてｐＨ６に調整した。これらの水溶液を反応容器中で混合し、室温大気下で１日激しく撹拌を続け、ナノポリマー微粒子ゲルによる還元により金微粒子を得た。この溶液中のアミノ基、および金イオンの混合比はＡｕ：Ｎ＝１：８となるよう調整した。得られた赤色の溶液を３０倍希釈し、紫外可視光吸収（ＵＶ−ｖｉｓスペクトル）測定により金イオンの還元、および金微粒子の生成について評価した。その結果を図３に示す。
【００９６】
得られたナノゲル還元金コロイドを、超純水で１００倍に希釈した後、白金ループを用いてコロジオン膜を張ったＴＥＭ観察用銅グリッド上にキャストし、デシケーター中で乾燥させＴＥＭで観察した。その結果を表す図に代わる電子顕微鏡写真を図４に示す。画像解析の結果、平均粒径６.１ｎｍ、多分散度１.１５の金微粒子が生成していることが確認された。
【００９７】
上記により得られた還元金コロイドゲル（金固定化ポリマー微粒子）溶液を、超純水で４０倍に希釈した。この溶液８００μｌに５.０Ｍ−ＮａＣｌ水溶液２００μｌを加え、１.０Ｍ−ＮａＣｌ環境下（クエン酸還元により得られる金コロイドでは容易に凝集してしまうような、高塩濃度環境下）におけるＵＶ−ｖｉｓスペクトルの経時観察を行った。結果を図５に示す。この図から、本発明に従う、金超微粒子固定もしくは内包したポリマー微粒子は、上記のような高塩濃度環境下でも、安定に分散し続けることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｃｄＳが固定化されたポリマー微粒子のレーザー微粒子蛍光検出装置による蛍光の観察結果（実施例７）を表す図に代わる写真である（なお、原図はカラー写真であり、要求があれば提出する用意がある。）。
【図２】実施例８で行われたＵＶ−ｖｉｓスペクトグラムである。なお、λmax＝５２２.５ｎｍである。
【図３】実施例１３におけるポリマー微粒子ゲルによる金イオンの還元の進捗状況を示す経時的なＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を示すスペクトグラムである。
【図４】実施例１３で生成する金超微粒子の形状を表す図に代わる透過型電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例１３で得られた金超微粒子固定もしくは内包ポリマー微粒子の高塩濃度環境下での分散安定性を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明はオリゴもしくはポリヌクレオチドを初めとする有機薬物、および、半導体、自由電子金属または金属酸化物を初めとする無機物質の超微粒子の担体として有用な架橋ポリマー微粒子、ならびにそれらの製造方法および使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者の一部により提供された、例えば、ポリ（エチレングリコール）−block−ポリ（ジアルキルアミノエチルメタクリレート）は、アニオン荷電性ポリマーを介してポリマーミセルを形成することから、アニオン荷電性薬物の担体として有用であり（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）、また、金コロイドもしくは半導体微粒子の分散安定化に資することができ、生物学的なアッセイ系の標識もしくは量子ドットとして使用できる金もしくは半導体固定化（もしくは内包）ポリマー粒子を提供できる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
あるいは、上記のブロックコポリマーのポリ（ジアルキルアミノエチルメタクリレート）セグメントに代え、メルカプト基を末端に有するポリ（エチレングリコール）誘導体も金および半導体の超微粒子の分散安定化に都合よく使用できることも知られている（例えば、上記の特許文献２、特許文献３、特許文献４および非特許文献１参照。）。さらに、重合ラテックス粒子内に標識となりうる無機超微粒子を内包しうる水性媒体中での安定性やラテックス粒子表面へのタンパク質の非特異吸着が低減できるとするポリ（オキシアルキレン）セグメントを有する（メタ）アクリルエステルとスチレンとから形成されたポリマー微粒子を知られている（例えば、特許文献５参照。）。また同様に、本発明者の一部により、例えば、式
【０００４】
【化１２】
で表されるヘテロテレケリックポリマー、ならびに該ポリマーをマクロモノマーとして用い、スチレンまたは（メタ）アクリル酸またはそのエステルもしくはアミドとのコポリマーを提供した（特許文献６参照）。前記コポリマーは、ＰＥＧ鎖を枝ポリマーとする一種のグラフトポリマーであり、グラフトポリマーそれ自体が奏する機能に加え、片末端のアルデヒド（Ｏ＝ＣＨ−）基を介して、各種の生体分子とのコンジュケートを形成する、生体適合性材料として興味がもたれるものである。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第９８／４６６５５号パンフレット（第１９頁実施例８）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−８０９０３公報
【０００８】
【特許文献３】
特開２００１−２００５０公報
【０００９】
【特許文献４】
米国特許第６,３０６,６１０号明細書
【００１０】
【特許文献５】
特開平８−１３３９９０号公報
【００１１】
【特許文献６】
特開平９−３０２０４８号公報
【００１２】
【非特許文献１】
Kataoka et al., Macromolecules １９９９，３２，６８９２−６８９４
【００１３】
【非特許文献２】
Otsuka et al., J. Am. Chem. Soc. ２００１，１２３，８２２６−８２３０
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のポリ（エチレングリコール）−block−ポリ（ジアルキルエチルメタクリレート）は、それ自体、良好な薬物、例えば、ポリヌクレオチドまたは金もしくは半導体の超微粒子との、シエルもしくは表面周辺がポリ（エチレングリコール）鎖から形成され、薬物または金もしくは半導体の超微粒子をコアとするコア−シエル型のコンジュゲートまたは複合体を形成する。また、特許文献５および６に記載されるような、ある種のラテックス粒子も、それらのコア部に薬物または金もしくは半導体の超微粒子を内包もしくは固定することができる。
【００１５】
しかし、薬物等をより安定に固定もしくは内包できるが、他方、ある一定の環境下では固定された薬物等を選択的に放出できる担体が提供できると薬物の送達系やさらなる機能を有する量子ドットもしくは標識の提供に資するであろう。本発明の目的は、かような担体の提供にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく検討してきたところ、ポリマー微粒子のコア部がアミノ基に富み、架橋による網目構造を有し、他方、シエル部が該アミノ基を供給するモノマーと独立したポリ（エチレングリコール）セグメントを有するマクロマーから形成されると、かようなポリマー微粒子は、前記のような薬物を安定にコア部に固定ないしは内包できることのみならず、環境の変化、例えば、水性媒体中のｐＨの変化により、該微粒子のコア−シエル構造を保持したまま、該微粒子を膨潤また、逆に収縮させることができ、これによって薬物等の選択的放出を容易にできることも見出した。本発明はかような知見に基づいて完成したものである。
【００１７】
したがって、本発明によれば、エチレン性不飽和重合性基から形成される主鎖を有し、かつ該主鎖間に架橋結合を有する架橋ポリマー由来のポリマー微粒子であって、
該主鎖が、（ｉ）Ｎ,Ｎ−ジ−Ｃ1-6アルキル置換アミノ基を原子数１〜１０の連結基を介して該主鎖に共有結合した側鎖、および（ｉｉ）ポリ（エチレングリコール）セグメントを有する親水性基を該主鎖に共有結合した側鎖、をそれぞれ独立に含んでなり；
こうして、該ポリマー微粒子は水性媒体中に可溶化または分散された場合に、該（ｉ）の側鎖と主鎖が主としてコア部を形成し、他方、該（ｉｉ）の側鎖が主としてシエル部を形成するコア−シエル型微粒子となる、ことを特徴とするポリマー微粒子が提供される。
【００１８】
また本発明は、このようなポリマー微粒子を、都合よく製造することのできる架橋ポリマーにも関する。別の態様の本発明として、
（ａ） 式Ｉ：
【００１９】
【化１３】
［式中、Ｘは水素原子、−ＣＯＯＺ基（ここで、Ｚは水素原子または有機基を表す）−ＣＨＲ1Ｒ2（ここで、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-6アルキルオキシ基、フェニルオキシ基もしくはフェニル−Ｃ1-3アルキルオキシ基を表すか、またはＲ1およびＲ2は一緒になって−ＯＣＨＲ′−ＣＨ2Ｏ−であって、Ｒ′が水素原子もしくはＣ1-6アルキル基である基を表す）または−ＣＨ＝Ｏを表し、
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表すか、あるいは
【００２１】
【化１４】
は、一体となって水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーと、
（ｂ） 式ＩＩ：
【００２３】
【化１５】
（式中、Ｒ3およびＲ4は、独立してＣ1-6アルキル基を表し、Ｒbは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙは−Ｏ−または−ＮＨ−を表し、そしてｑは２〜６の整数である）で表されるコモノマーと、
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤と、
（ｄ） 場合によって存在してもよい（ａ）および（ｂ）以外の重合性不飽和基を有する希釈モノマー、
との共重合によって得られる架橋ポリマー、
が提供される。このような架橋ポリマーの特定の態様では、（ａ）のポリ（エチレングリコール）マクロモノマーと（ｂ）のコモノマーが、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲内にあり、そして（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーの総量に対し、架橋剤の割合が０.１〜２５モル％である、前記架橋ポリマーが提供される。
【００２５】
本発明に従えば、さらに、前記ポリマー微粒子におけるコア部に粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの金または半導体超微粒子が、さらに固定されたポリマー微粒子、また、前記ポリマー微粒子におけるコア部にオリゴもしくはポリ（ヌクレオチド）またはアニオン荷電性薬剤が、さらに固定されたポリマー微粒子も、提供される。
【００２６】
またさらに本発明に従えば、不活性ガスの雰囲気下で、（ａ） 式Ｉ：
【００２７】
【化１６】
［式中、Ｘは水素原子、−ＣＯＯＺ基（ここで、Ｚは水素原子または有機基を表す）−ＣＨＲ1Ｒ2（ここで、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-6アルキルオキシ基、フェニルオキシ基もしくはフェニル−Ｃ1-3アルキルオキシ基を表すか、またはＲ1およびＲ2は一緒になって−ＯＣＨＲ′−ＣＨ2Ｏ−であって、Ｒ′が水素原子もしくはＣ1-6アルキル基である基を表す）または−ＣＨ＝Ｏを表し、
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表すか、あるいは
【００２９】
【化１７】
は、一体となって水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーおよび重合開始剤を含有する水溶液と、
（ｂ） 式ＩＩ：
【００３１】
【化１８】
（式中、Ｒ3およびＲ4は、独立してＣ1-6アルキル基を表し、Ｒbは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙは−Ｏ−または−ＮＨ−を表し、そしてｑは２〜６の整数である）で表されるコモノマーおよび
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤とを室温下で混合し、次いでこの混合液を攪拌しながら共重合反応が開始できる温度に加温し、（ｂ）のコモノマーおよび（ｃ）の架橋剤が実質的に検出できなくなるまで反応を継続する工程を含んでなり、かつ、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーを、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲で使用し、そしてこれらのモノマーの総量に対し、架橋剤を０.１〜２５モル％の割合で使用する、ことを特徴とする架橋ポリマーの製造方法も提供される。なお、この架橋ポリマーの製造方法は、架橋ポリマーそれ自体、また、同時にポリマー微粒子の製造もできる。
【００３３】
またさらに本発明によれば、該ポリマー微粒子の水溶液を周期律表のＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素の塩化物の水溶液と、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、該元素の１〜２０倍となるように混合攪拌し、次いで、ＶＩＢ族元素のアルカリ金属塩を前記塩化物の当量以上含有する水溶液を加えて、さらに反応させる工程を含んでなり、かつ、微粒子の窒素含量とＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素のモル比を１：１〜１：１２で用いることを特徴とする、半導体超微粒子をコアに固定したポリマー微粒子の製造方法も提供される。また、別法として、該ポリマー微粒子の水溶液のｐＨを約６に調節した。別に、塩化金酸水溶液を調節し、次いで水溶液のｐＨを約６に調節した後、こうして調節した両溶液をポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、金原子の１〜２０倍となるように混合して金微粒子が形成し、そして該ポリマー微粒子のコア部に固定されるのに十分な条件下で撹拌することを特徴とする、金超微粒子をコアに固定したポリマー微粒子の製造方法も、提供される。
【００３４】
以下、本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
本発明に従う架橋ポリマーは、三次元ポリマーまたは網目ポリマーとも称され、殆どが、実質的には水を初めとする溶媒に不溶であり、そして本発明に従う、ポリマー微粒子を形成するが、水中ではＰＥＧマクロモノマーに由来するＰＥＧセグメントの作用により、分子全体または粒子が可溶化され、恰も、通常の意味に用いる溶液のごとき外観を呈する。したがって、本明細書で溶液と称するときは、上記のごとく溶質ポリマー全体またはポリマー微粒子が可溶化され、恰も溶液のごとき外観を呈する場合を包含する。
【００３６】
したがって、上述したとおり、前記架橋ポリマーは、それらの水溶液中で微粒子またはビーズ状の形態で可溶化または分散された状態で存在しうる。また、このような微粒子は、遠心分離、濾過、その他の方法により、固体粒子として溶液から分離することもできる。これらのいずれの形態の微粒子も本発明の一態様である。
【００３７】
また、上述したとおり、本発明の架橋ポリマーは、ポリマー微粒子を同時に形成し、また、該微粒子を製造するのに都合よく使用できるが、しかし本発明に従うポリマー微粒子は、前記の構造上の特徴を有するものであれば、該架橋ポリマーに由来するものに限定されない。さらに、本発明に従うポリマー微粒子は、精製水中に分散させて動的光散乱粒径解析（ＤＬＳ）を行った場合に平均粒径が３０ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍの範囲にあり、そして該微粒子のｐＨ１０におけるＤＬＳによる平均粒径値に対して、ｐＨ４における同様な値が１.３０〜７０.０倍に増大する、との特有の構成要件または特性を有することで、従来の、所謂、ラテックスゲル等の微粒子と明確に区別できる。
【００３８】
したがって、以上のような構成要件、構造上の特徴または特性を有するものであれば、使用するモノマーにより限定されない。例えば、Ｎ,Ｎ−ジ−Ｃ1-6アルキル置換アミノ基をポリマー主鎖に連結する基（連結基）は、式（ＩＩ）の−（ＣＨ2）q−Ｙ−ＣＯ−に限定されず、該アミノ基がポリマー微粒子のコア部の一部を構成する鎖長の連結基であれば、どのような基であってもよい。具体的には、炭素、窒素、酸素からなる原子数１〜１０個からなる連結基であれば、いかなる基であってもよい。他方、主鎖は、上記のとおり「エチレン性不飽和重合性基から形成される」ものであるから、重合可能なビニル基から形成されるものである。
【００３９】
また、ポリ（エチレングリコール）セグメントを有する親水性基を該主鎖に共有結合した側鎖は、主鎖に、エステル結合もしくはエーテル結合を介して結合したポリ（エチレングリコール）鎖であってもよいが、また、例えば、ＷＯ ９６／３２４３４、ＷＯ ９６／３３２３３またはＷＯ ９７／０６２０２に記載されるようなポリ（エチレングリコール）の片末端がいずれかの官能基により修飾されており、そして、他の末端に疎水性ポリマーセグメントが結合し、該疎水性ポリマーセグメントの非結合末端にエチレン性不飽和重合性基から誘導されたものであっても、例えば、本発明について規定する特性を有する限り、本発明にいうポリマー微粒子に包含される。なお、さらなる具体的な説明は後述する架橋ポリマーについての説明が適用できる。
【００４０】
上記のＣ1-6アルキルを含め、本明細書で使用するところのアルキル基およびアルキルオキシ基におけるアルキル部分は、直鎖または分枝のアルキルを意味する。したがって、Ｃ1-6のアルキル基およびアルコキシのアルキル部分としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ.−ブチル、ｔｅｒｔ.−ブチル、ｎ−ペンチル、ｉsｏ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル等が挙げられる。これらのうち、式ＩにおけるＲ1およびＲ2にいうアルキルオキシのアルキル部分、ならびに式ＩＩにおけるＲb、Ｒ3およびＲ4のアルキル基は、特にＣ1-3アルキルが好ましい。
【００４１】
したがって、Ｒ1およびＲ2にいうアルコキシ基として特に好ましいものとしてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基が挙げられる。その他、Ｒ1およびＲ2はフェニルオキシ基またはフェニルＣ1-3アルキルオキシ基、特にベンジルオキシ基もしくはフェネチルオキシ基、を好ましいものとして挙げることができる。これらの基は、同一または異なっていてもよいが、好ましくは同一の基である。また、Ｒ1およびＲ2は、一緒になって、Ｃ1-6アルキルで置換されていてもよい１,２−エチレンジオキシ基（−ＯＣＨ(Ｒ′)−ＣＨ2Ｏ−：ここでＲ′はＣ1-6アルキル基である）であってもよいが、好ましくは、１,２−エチレンジオキシ基、１−メチル−１,２−エチレンジオキシ基、１−エチル−１,２−エチレンジオキシ基である。
【００４２】
このような基からなる−ＣＨＲ1Ｒ2基（アセタール化もしくはケタール化ホルミル基に相当する。）は、例えば、酸で処理することにより、Ｒ1およびＲ2が一緒になって、オキシ（＝Ｏ）すなわち、Ｘが−ＣＨ＝Ｏを表すホルミル基（またはアルデヒド基）に容易に転化できる。従って、Ｘが水素原子または−ＣＨ＝Ｏ基以外を表す式（Ｉ）のマクロモノマーを用いて架橋ポリマーを製造した後、ポリマーを酸（例えば酢酸）で処理することによっても、ＰＥＧ鎖の分子の片末端にホルミル基（またはアルデヒド基）またはカルボキシル基を有する架橋ポリマーを提供できる。
【００４３】
ＲaおよびＲbは、独立して、好ましくはメチル基または水素原子であり、また、Ｒ3およびＲ4は、独立して、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基であることが好ましい。
【００４４】
また、Ｌはカルボニル基（＝Ｃ＝Ｏ）、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基
【００４５】
【化１９】
（ここで、ｔは１〜３の整数である）
であるが、好ましくはカルボニル基、メチレンおよびベンジレン基
【００４７】
【化２０】
である。
【００４９】
ｎは２〜１０,０００の整数であることができる。したがって、本発明にいうポリマーの語「ポリマー」は、オリゴマーを包含する概念で使用している。
【００５０】
以下、本発明に従うポリマー微粒子の好ましい態様である、架橋ポリマーの製造または微粒子の形成について説明するが、本発明に従うポリマー微粒子は、これらの記載例に限定されない。
【００５１】
本発明で用いる上記マクロモノマーは式Ｉの構造を参照し、多様な方法で製造できる。市販のＰＥＧを、例えば、（メタ）アクリル酸クロライド、ビニルベンジルクロリド、アリルクロリドを用いる脱ハロゲン化水素反応により、部分的に末端を修飾することにより製造できるが、例えば、前記特許文献６に記載されているように、いわゆるリビング重合によって製造すると、ポリ（エチレングリコール）またはポリ（オキシエチレン）セグメントは、重合開始剤に対してエチレンオキシドの使用量を調整することによって一峰性の分子量をもつセグメントとすることが可能である。したがってｎは、２〜１０,０００の範囲内で、極めて分布の狭い数（単分散）とすることができ、好ましくは１０〜２００のいずれかの整数であることができる。
【００５２】
ｐは、１〜５の整数である。好ましくは、１〜３の整数を挙げることができる。
【００５３】
式ＩＩのモノマーは、（メタ）アクリル酸のアミノアルキルアミドまたはエステルである。Ｒb、Ｒ3およびＲ4について上記したとおりの定義を有するものであるが、特に好ましいものとしては、Ｎ,Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、およびＮ,Ｎ−ジエチルアミノプロピルメタクリレートもしくはメタクリルアミド、ならびにこれらの対応するアクリレートもしくはアクリルアミドを挙げることができる。
【００５４】
（ｃ）の架橋剤は２個または３個以上の重合性不飽和基を有する多官能性のモノマーであって、式Ｉおよび式ＩＩのモノマーと共重合でき、本発明の目的を達成できるものであればいかなる架橋剤であってもよい。また、多種多様な市販されている架橋剤がそのまま使用できる。好ましいものとしては、限定されるものでないが、式ＩＩＩ：
【００５５】
【化２１】
（式中、Ｒcは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、Ｙ′は原子価結合、ＣＯ−または−ＮＨ−を表し、Ａはフェニレン基−(ＣＨ2)r−（ここで、ｒは１〜４の整数である）または−(ＯＣＨ2ＣＨ2Ｏ)s−（ここで、ｓは１〜４の整数である）で表される架橋剤を挙げることができる。より具体的に、特に好ましい架橋剤としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼンおよびＮ,Ｎ′−メチレンビスアクリルアミドである。
【００５７】
本発明の架橋ポリマーはさらに場合により、１種以上の、好ましくは１種の重合性不飽和基を有する希釈モノマー由来の反復単位を含むことができる。限定されるものでないが、希釈モノマーとしては、スチレン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸アミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、イソプレン、ブタジエン等を挙げることができる。以上の例示から理解できるとおり、本明細書で「（メタ）アクリレート」および「（メタ）アクリル酸」と称す場合、メタクリレートもしくはアクリレートおよびメタクリル酸もしくはアクリル酸を、それぞれ意味する。
【００５８】
好ましい態様の架橋ポリマーまたはポリマー微粒子を構成するのに必須の（ａ）のマクロモノマー（ポリマー微粒子の（ｉｉ）の側鎖をもたらす。）と（ｂ）コモノマー（ポリマー微粒子の（ｉ）の側鎖をもたらす。）は、モル比で１／４００、好ましくは１／２００、特に好ましくは１／１００〜２／１の範囲内で使用することができる。そして、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーの総量に対し、架橋剤（ｃ）は０.１〜２５モル％の割合で使用することができる。
【００５９】
これらのモノマーの共重合反応は、ラジカル重合が起こる条件下、例えば、溶媒として、必要により水混和性の有機溶媒、メタノール、エタノールの存在してもよい水、好ましくは水単独で、開始剤として、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、４,４′−アゾビス−４−シアノバレリアン酸等を用いて、必要により加熱下に行うことができる。反応体の混合溶液は、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン等）により脱気を行った状態で、激しく攪拌しながら反応を行えばよい。反応は、反応混合物のアリコートを、例えばガスクロマトグラフィーで分析し、未反応のモノマーが消失するまで行う。こうして、一般的には、架橋ポリマーが微粒子（またはビーズ）状で得られる。このような微粒子の粒径は、反応において、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーと（ｃ）の架橋剤の使用割合を選ぶことにより、また、（ａ）のマクロモノマーのＰＥＧの分子量を選ぶことにより、粒径を約３０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜約１μｍに調整することができ、必要により、さらに１μｍ以上、１０μｍ以下にも調整することができる。したがって、本発明の微粒子はナノスフェアもしくはミクロスフェアと称することもできる。さらに、上述したとおりこれらの粒径は、水性媒体のｐＨを変化されることにより調節することもできる。通常、コモノマーの配合比を増加させることにより大きい粒径の微粒子を形成できる。他方、架橋剤の使用割合を変化させることにより、網目の疎密を調整できる。また、希釈剤モノマーとして、例えば、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）を併用すると微粒子の水溶性を向上させることができ、例えば、スチレンを併用すると微粒子に屈折率の向上特性を付与することができる。
【００６０】
こうして得られる微粒子（またはナノスフェアもしくはミクロスフェア）は、再現性よく容易に作製でき、主としてシエル領域を構成するＰＥＧの特性と、存在する場合には、その末端に存在する官能基を利用することにより、特有の機能材料として有用である。例えば、医用では、上述したとおり、主にアニオン荷電性薬物の担体、ラテックス診断薬や細胞分離材料に使用できる。
【００６１】
さらに本発明の架橋ポリマーの微粒子は、その網目構造、さらには、第三級アミン部分を介して、金、銀、銅等の自由電子金属、あるいは限定されるものでないが下記半導体の超微粒子を固定または内包した複合微粒子として提供することができる。金、銀等の超微粒子が生物学的アッセイ系で標識として利用されていることは周知であり、また、ある種の半導体、限定されるものでないが、例えば、ＺｎＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ等のナノ結晶またはそれらの複合体が有機色素に比べ、より優れた蛍光ラベルであることも知られている（例えば、Chan et al., Science Vol．２８１（１９９８）２０１６−２０１８；Mamedova et al.，Nano Lett.，Vol．1（２００１）２８２−２８６；上記 Han et al.，参照）。したがって、本発明に従う複合微粒子は、生物学的アッセイ系で、またはその他の用途に向けた量子ドットとして有用である。
【００６２】
本明細書で使用するところの「超微粒子（またはナノ粒子）」 は、本発明のポリマー微粒子内に固定または内包される大きさのものをすべて包含するサイズの粒子を意味するが、例えば、金または半導体超微粒子の場合には、直径が１〜２０ｎｍの範囲内にあることができる。例えば、これらの半導体超微粒子は半導体を構成する成分および／または粒径を選ぶことによって発光波長の異なるポリマーナノもしくはミクロスフェアを提供できる。
【００６３】
かような金属または半導体超微粒子をコア部に固定または内包した架橋ポリマーの微粒子またはナノもしくはミクロスフェアは、本発明に従うナノもしくはミクロスフェアと金属または半導体超微粒子のゾルとを水性媒体中で混合撹拌することにより、作製することができる。また、半導体超微粒子を固定または内包させるには、例えば、周期律表のＩＩＢ族またはＩＩＩＢ族の元素の塩化物等の水溶液と上記ミクロスフェアの水溶液とを混合撹拌して該元素をミクロスフェアに内包し、次いで例えば、ＶＩＢ族の元素とアルカリ金属との塩の水溶液またはＨ2Ｓと混合撹拌することにより、ナノもしくはミクロスフェア内において、インサイチュー（in situ）で半導体を形成し、固定することによることもできる。また、例えば、特許文献４に記載されているような半導体超微粒子を上記ミクロスフェアの水溶液と混合撹拌することによることもできる。さらにまた、本発明に従う架橋ポリマーを製造する際のいずれかの段階の反応液中に該半導体超微粒子を共存させて生成する架橋ポリマーからなるポリマー微粒子中に該超微粒子を、固定または内包させてもよい。半導体と架橋ポリマーまたはポリマー微粒子との使用割合は、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、半導体分子の１〜２０倍となるように調整するのが好ましいが、これに限定されない。
【００６４】
また、自由電子金属、例えば、金超微粒子を上記ミクロスフェアまたはポリマー微粒子中に固定または内包することは、上記の半導体超微粒子について記載した方法に準じて実施することができる。しかし、例えば、塩化金酸のような金化合物を用いる場合には、例えば、ポリマー微粒子水溶液のｐＨを約６に調節しておき、また別に、塩化金酸水溶液を調製し、次いで該水溶液のｐＨを約６に調節し、これらの両水溶液を金微粒子が形成し、そして該ポリマー微粒子のコア部に固定されるのに十分な条件下で撹拌することで、金粒子をポリマー微粒子中に効率よく固定することができる。金属と架橋ポリマーまたはポリマー微粒子との使用割合は、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、金属原子の１〜２０倍となるように調整するのが好ましいが、これに限定されない。
【００６５】
上記の固定化または内包化方法において、ポリマー微粒子濃度および半導体もしくはその前駆原料または金もしくはその前駆原料の処理液中の濃度は、処理液が機械的に撹拌できる濃度であれば、いずれの濃度であってもよいが、必要があれば、後述する実施例を参照に小実験を行うことにより、当業者は最適濃度を決定できるであろう。また、処理温度は、周囲温度で行うことができるが、それぞれの固定化または内包化に悪影響を及ぼさない範囲で加熱または冷却してもよい。
【００６６】
これらの条件は、架橋ポリマーの重合に際しても使用できる。
【００６７】
【実施例】
以下、具体例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
＜実施例において使用する略号の意味＞
略号は、それぞれ以下の意味を表す。
（ａ）成分：マクロモノマー
ｍ−ＰＥＧＭＡ：ポリエチレングリコールマクロモノマー１：α−メトキシ−ω−メタクリロイルポリエチレングリコール
ｃ−ＰＥＧＶＢ：ポリエチレングリコールマクロモノマー２：α−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール
（ｂ）成分：コモノマー
ＤＥＡＥＭＡ：Ｎ,Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート（モノマー）
（ｃ）成分：架橋剤
ＥＤＭＡ：エチレングリコールジメタクリレート（架橋剤）、
ＤＶＢ：ジビニルベンゼン
ＫＰＳ：過硫酸カリウム（重合開始剤）、
微粒子（ナノスフェア）：ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）、
ＣｄＳ内包ナノスフェア：ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳ。
＜実施例において使用する分析機器＞
ＧＳＣ（ガスクロマトグラフ）：ＧＣ５８９０ ＳＥＲＩＥＳ ＩＩ（ヒューレットパッカート）、
ＤＬＳ（動的光散乱粒径解析装置）：ＤＬＳ−７０００（大塚電子社）、
元素分析測定装置：（パーキンエルマー）、
レーザー微粒子蛍光検出装置：ＺＥＥＣＯＭ（マイクロテック・ニチオン）。
透過型電子顕微鏡：ＴＥＭ（日立 ＨＤ ２０００）
実施例１：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００の合成
反応容器にα−メトキシ−ω−メタクリロイルポリエチレングリコール［ｍ−ＰＥＧＭＡ（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量５,０００）］１２ｇ、ＫＰＳ４４９ｍｇおよび水９００ｍｌを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレータにより脱気を行った後にアルゴン置換した。別の容器をアルゴン置換した後、シリンジ操作によりＤＥＡＥＭＡ３０ｇおよびＥＤＭＡ３２７ｍｇを加え、攪拌した。更に、前記のＤＥＡＥＭＡ／ＥＤＭＡ混合溶液をシリンジ操作により、ポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間反応させた。２４時間後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡおよびＥＤＭＡが消失していることを確認した。得られた混合物を濾過して不溶物を除いた。その後、可溶成分を遠心分離操作により沈積させ、精製水中に分散させた。このようにしてｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００ナノスフェアーの水溶液を得た。
【００６８】
得られたナノスフェアーの粒径および粒度分布を前記のＤＬＳを用いて測定した。また、ナノスフェアー水溶液１ｍｌを凍結乾燥し、水溶液中の重合物含量を算出した。更に、凍結乾燥品の元素分析を行い、乾燥重合物中の窒素含量を算出した。これらの結果を下記の表１に示す。
実施例２：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００の合成
ｍ−ＰＥＧＭＡ（数平均分子量５,０００）６.２１ｇ、ＤＥＡＥＭＡ１４.７１ｇ、ＥＤＭＡ１５０ｍｇ、水４５０ｍｌ、ＫＰＳ２０４ｍｇを用いた以外は実施例１と同様の操作を行い、ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００ナノスフェアー水溶液を得た。
【００６９】
得られたナノスフェアーについて実施例１と同様の評価を行い、結果を下記の表１に示す。
実施例３：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０の合成
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量２,０００）０.２５ｇ、ＫＰＳ７.７ｍｇおよび水１５ｍｌを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレータにより脱気を行った。別の容器をアルゴン置換した後、シリンジ操作によりＤＥＡＥＭＡ０.５０ｇおよびＥＤＭＡ５.６ｍｇを加え、撹拌した。更に、前記ＤＥＡＥＭＡ／ＥＤＭＡ混合溶液をシリンジ操作によりポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌させた。２４時間後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡおよびＥＤＭＡが消失していることを確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０ナノスフェアー水溶液を得た。
【００７０】
得られたナノスフェアーについて実施例１と同様の評価を行い、結果を下記の表１に示す。
【００７１】
【表１】
実施例４：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳの調製
実施例１において調製したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００を用いて、ナノスフェアー中に含まれる窒素含量とカドミウムイオンのモル比を１：１〜１：１２の範囲で変化させｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳの調製を行った。この調製条件を下記の表２に示す。
【００７３】
所定濃度に希釈したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェアー水溶液（４ｍｌ）に１.０×１０-3Ｍ塩化カドミウム水溶液１ｍｌ(１.０×１０-5ｍｏｌ）を加えしばらく撹拌させた。次に、１.０×１０-3Ｍ硫化ナトリウム９水和物水溶性１ｍｌ（１.０×１０-5ｍｏｌ）を、室温に於いてゆっくりと滴下させた。１時間反応させることにより、ＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳを得た。得られたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−４００−ＣｄＳの外観の状態を下記の表３に示す。
実施例５：ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳの調製
実施例２において調製したｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００を用いた以外は、実施例４と同様の操作を行い、ｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳを得た。この調製条件を下記の表２に示す。得られたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−３００−ＣｄＳの外観を下記の表３に示す。
実施例６：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳの調製
実施例３において調製したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０を用いた以外は、実施例４と同様の操作を行い、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳを得た。この調製条件を下記の表２に示す。得られたｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−５０−ＣｄＳの外観を下記の表３に示す。
【００７４】
【表２】
【表３】
実施例７：レーザー微粒子蛍光検出装置による蛍光観察
実施例４〜６において調製されたｍ−ＰＥＧＭＡ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳ、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳのうち、試行番号（ＲＵＮ）１０（Ｃｄ：Ｎ＝１：１２）、同１１（Ｃｄ：Ｎ＝１：１）、同１２（Ｃｄ：Ｎ＝１：２）、同１３（Ｃｄ：Ｎ＝１：１３）、同１４（Ｃｄ：Ｎ＝１：８）および同１５（Ｃｄ：Ｎ＝１：１２）において、マイクロテック・ニチオン社製レーザー微粒子蛍光検出装置を用いて蛍光観察を行った。水中で安定に可溶化されたＰＥＧ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−ＣｄＳは、何れも蛍光性を有することが確認できた（図１参照。）。
実施例８：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ＤＥＡＥＭＡゲルナノ粒子中における金イオンの自動還元法
（実験条件）
ｃ−ＰＥＧＶＢ（数平均分子量１８００）：ＤＥＡＥＭＡ＝１：４（ｗｔ／ｗｔ）の条件で作成したゲル粒子（平均粒径１２０ｎｍ）の水溶液を凍結乾燥し重量濃度を決定したところ、３０.１６ｍｇ／ｍｌであった。このゲル粒子水溶液を１ｍｌ取り分け、超純水で５倍に希釈しｐＨ６に調整した。塩化金酸・４水和物水溶液２.５ｍｇ／ｍｌを１ｍｌ取り分け、ｐＨ６に調整し前述のゲル粒子水溶液を激しく攪拌している中に加え、そのまま１日攪拌を続け金イオンを還元した。得られた赤い溶液を５倍希釈し、ＵＶ−ｖｉｓスペクトル測定を行った。得られたスペクトグラムを図２に示す。
実施例９：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）の合成
ナノスフェアを合成する際、ポリエチレングリコールマクロモノマーｃ−ＰＥＧＶＢとジエチルアミノエチルメタクリレートＤＥＡＥＭＡの重量比を１／０.５〜１／１００の範囲で変化させｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）の合成を行った（試行番号１〜７）。各々の仕込み量は、ｃ−ＰＥＧＶＢとＤＥＡＥＭＡの合計で０.７５ｇ、ＥＤＭＡの添加量は該合計量の１ｍｏｌ％とし、ＫＰＳ添加量は（ｃ−ＰＥＧＶＢ＋ＤＥＡＥＭＡ＋ＥＤＭＡ）の合計量の１ｍｏｌ％とし、そして、水１５ｍＬとして行った。この合成条件を下記の表４に示す。
【００７７】
【表４】
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量１８００）０.１５ｇ、ＫＰＳ９.１ｍｇ及び水１５ｍＬを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレーターにより脱気を行った。更に、シリンジ操作によりＥＤＭＡ６.６μＬ、ＤＥＡＥＭＡ６５０μＬをポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌した。２４時間反応後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡ及びＥＤＭＡが消失している事を確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェア水溶液を得た。
【００７９】
各々の合成条件により得られたナノスフェアの粒径及び粒径分布をＤＬＳを用いて測定した。結果を下記の表５に示す。
【００８０】
【表５】
実施例１０：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）の合成
ナノスフェアを合成する際、ポリエチレングリコールマクロモノマーｃ−ＰＥＧＶＢの分子量を１８００〜７３００の範囲で変化させｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）の合成を行った。各々の仕込み量は、ｃ−ＰＥＧＶＢとＤＥＡＥＭＡの合計で０.７５ｇ、ＤＶＢの添加量は該合計量の１ｍｏｌ％とし、、ＫＰＳ添加量は（ｃ−ＰＥＧＶＢ＋ＤＥＡＥＭＡ＋ＤＶＢ）の合計量の１ｍｏｌ％とし、そして水１５ｍＬとして行った（試行番号１〜３）。この合計条件を下記の表６に示す。
【００８２】
【表６】
反応容器にα−ビニルベンジル−ω−カルボキシルポリエチレングリコール（ポリエチレングリコールマクロモノマーの数平均分子量１８００）０.１５ｇ、ＫＰＳ９.１ｍｇ及び水１５ｍＬを加え、撹拌溶解した。この反応容器をアスピレーターにより脱気を行った。更に、シリンジ操作によりＤＶＢ４.８μＬ、ＤＥＡＥＭＡ６５０μＬをポリエチレングリコールマクロモノマー／ＫＰＳ水溶液に加え、室温で３０分間撹拌した後、６０℃に昇温し２４時間撹拌した。２４時間反応後、反応混合物のＧＣ測定を行い、未反応のＤＥＡＥＭＡ及びＤＶＢが消失している事を確認した。得られた重合物を濾過操作により不溶物を除き、ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）ナノスフェア水溶液を得た。
【００８４】
得られたナノスフェアについて実施例９と同様の評価を行い、結果を下記の表７に示す。
【００８５】
【表７】
実施例１１：ｐＨの異なる溶液中でのポリマー微粒子の処理
この実施例では、本発明に従うポリマー微粒子の粒径はｐＨ応答性であることを示す。
【００８７】
実施例９において合成したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）−６３（試行番号４）を用いて、水溶液のｐＨを変化させた時の粒径の変化をＤＬＳを用いて測定した。
【００８８】
所定濃度（０.５ｍｇ／ｍＬ）に希釈したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＥＤＭＡ）ナノスフェア水溶液３ｍＬに対して、１.０×１０-2Ｎ−ＨＣｌもしくは、１.０×１０-2Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を加える事によってｐＨを３〜１２まで変化させた。その時の粒径をＤＬＳを用いて測定した。結果を表８に示す。
【００８９】
【表８】
実施例１２：架橋剤ＤＶＢの各種使用割合でのポリマー微粒子の製造
この実施例では、架橋剤の使用割合を変化させることにより、得られる微粒子の粒径および体積膨潤度を制御できることを示す。
【００９１】
実施例１０において合成したｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）−１８（試行番号１）と同様の系にて、ＤＶＢ濃度を変化させた時、ｐＨ４における粒径とｐＨ１０における粒径から求めた体積膨潤度への影響について評価を行った。
【００９２】
ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）−１８（試行番号１）と同様の方法にて、ＤＶＢの添加量のみ０.１ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％の範囲内において変化させてナノスフェアを合成した。それぞれの溶液を０.５ｍｇ／ｍＬとなるよう希釈し、１.０×１０-2Ｎ−ＨＣｌもしくは、１.０×１０-2Ｎ−ＮａＯＨ水溶液を加える事によってｐＨを４及び１０に変化させた。ＤＬＳによりそれぞれの状態における粒径を測定した。結果を表９に示す。
【００９３】
【表９】
実施例１３：ｃ−ＰＥＧＶＢ−ｐ（ＤＥＡＥＭＡ−ＤＶＢ）ゲルナノ粒子中における金イオンの自動還元
ｃ−ＰＥＧＶＢ（数平均分子量１８００）０.１５ｇ（０.０８ｍｍｏｌ）と開始剤ＫＰＳ９.１ｍｇ（０.０３ｍｍｏｌ）を入れた５０ｍｌ三方活栓付きガラス製反応容器を１５分真空にし、その後アルゴン（Ａｒ）封入した。この操作を３回繰り返すことにより反応容器内をＡｒ雰囲気へと置換した。次いで、重合溶媒として脱気を行った蒸留水を加えた。そこへ、さらに架橋剤ＤＶＢ４８μｌ（０.０３ｍｍｏｌ）およびコモノマーＤＥＡＥＭＡ６５０μｌ（３.２ｍｍｏｌ）を添加し、反応液を湯浴で６０℃へ昇温し、重合を開始した。
【００９５】
架橋剤およびコモノマーがＧＣ測定で検出されなくなった後、反応溶液（５０ｍｇ／ｍｌ）を３０μｌとり、３ｍｌの蒸留水に加え（０.５ｍｇ／ｍｌ）、ＤＬＳによって測定した（粒径６０ｎｍ）。得られた粒子は超遠心分離（３５０,０００×ｇ、２０℃、１５ｍｉｎ×１）により精製した。こうして得た粒子から調製したゲル粒子水溶液（３.３４ｍｇ／ｍｌ）を２ｍｌ取り分け、塩酸を用いてｐＨ６に調整した。また、超純水に溶解した塩化金酸水溶液１.４３ｍｇ／ｍｌを、水酸化ナトリウムを用いてｐＨ６に調整した。これらの水溶液を反応容器中で混合し、室温大気下で１日激しく撹拌を続け、ナノポリマー微粒子ゲルによる還元により金微粒子を得た。この溶液中のアミノ基、および金イオンの混合比はＡｕ：Ｎ＝１：８となるよう調整した。得られた赤色の溶液を３０倍希釈し、紫外可視光吸収（ＵＶ−ｖｉｓスペクトル）測定により金イオンの還元、および金微粒子の生成について評価した。その結果を図３に示す。
【００９６】
得られたナノゲル還元金コロイドを、超純水で１００倍に希釈した後、白金ループを用いてコロジオン膜を張ったＴＥＭ観察用銅グリッド上にキャストし、デシケーター中で乾燥させＴＥＭで観察した。その結果を表す図に代わる電子顕微鏡写真を図４に示す。画像解析の結果、平均粒径６.１ｎｍ、多分散度１.１５の金微粒子が生成していることが確認された。
【００９７】
上記により得られた還元金コロイドゲル（金固定化ポリマー微粒子）溶液を、超純水で４０倍に希釈した。この溶液８００μｌに５.０Ｍ−ＮａＣｌ水溶液２００μｌを加え、１.０Ｍ−ＮａＣｌ環境下（クエン酸還元により得られる金コロイドでは容易に凝集してしまうような、高塩濃度環境下）におけるＵＶ−ｖｉｓスペクトルの経時観察を行った。結果を図５に示す。この図から、本発明に従う、金超微粒子固定もしくは内包したポリマー微粒子は、上記のような高塩濃度環境下でも、安定に分散し続けることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｃｄＳが固定化されたポリマー微粒子のレーザー微粒子蛍光検出装置による蛍光の観察結果（実施例７）を表す図に代わる写真である（なお、原図はカラー写真であり、要求があれば提出する用意がある。）。
【図２】実施例８で行われたＵＶ−ｖｉｓスペクトグラムである。なお、λmax＝５２２.５ｎｍである。
【図３】実施例１３におけるポリマー微粒子ゲルによる金イオンの還元の進捗状況を示す経時的なＵＶ−ｖｉｓスペクトルの変化を示すスペクトグラムである。
【図４】実施例１３で生成する金超微粒子の形状を表す図に代わる透過型電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例１３で得られた金超微粒子固定もしくは内包ポリマー微粒子の高塩濃度環境下での分散安定性を示す図である。
Claims (10)
- （ａ） 式Ｉ：
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
あるいは
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表し、
ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーと、
（ｂ） 式ＩＩ：
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤との共重合によって得られるポリマー微粒子であって、かつ、精製水中に分散させて動的光散乱粒径解析（ＤＬＳ）を行った場合に平均粒径が３０ｎｍ〜１０μｍの範囲にある、上記微粒子。 - （ｂ）のコモノマーと（ａ）のモノマーが、モル比で１／２〜４００／１である、請求項１記載のポリマー微粒子。
- （ｂ）のモノマーと該（ａ）のモノマーの総量に対し、架橋剤の割合が、０.１〜２５モル％である請求項１または２記載のポリマー微粒子。
- 架橋結合が、式ＩＩＩ
- 粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの金超微粒子が、さらに固定または内包されている請求項１〜４のいずれかに記載のポリマー微粒子。
- 粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの半導体超微粒子が、さらに固定または内包されている請求項１〜４のいずれかに記載のポリマー微粒子。
- 不活性ガスの雰囲気下で、（ａ） 式Ｉ：
Ｒaは水素原子またはＣ1-6アルキル基を表し、
Ｌ1はメチレン基またはカルボニル基を表し、
あるいは
Ｌ2はカルボニル基、Ｃ1-3アルキレン基またはＣ1-3アルキルフェニレン基を表し、ｎは２〜１０,０００の整数であり、そして
ｐは１〜５の整数である］で表されるポリ（エチレングリコール）マクロモノマーおよび重合開始剤を含有する水溶液と、
（ｂ） 式ＩＩ：
（ｃ） ２個または３個以上の重合性不飽和基を有する架橋剤とを室温下で混合し、次いでこの混合液を攪拌しながら共重合反応が開始できる温度に加温し、（ｂ）のコモノマーおよび（ｃ）の架橋剤が検出できなくなるまで反応を継続する工程を含んでなり、かつ、（ａ）のマクロモノマーと（ｂ）のコモノマーを、モル比で１／４００〜２／１の範囲で使用し、そしてこれらのモノマーの総量に対し、架橋剤を０.１〜２５モル％の割合で使用することを特徴とし、精製水中に分散させて動的光散乱粒径解析（ＤＬＳ）を行った場合に平均粒径が３０ｎｍ〜１０μｍの範囲にあるポリマー微粒子の製造方法。 - 請求項１〜６のいずれかに記載のポリマー微粒子の水溶液を周期律表のＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素の塩化物の水溶液と、該ポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、該元素の１〜２０倍となるように混合攪拌し、次いで、ＶＩＢ族元素のアルカリ金属塩を前記塩化物の当量以上含有する水溶液を加えて、さらに反応させる工程を含んでなり、かつ、微粒子の窒素含量とＩＩＢ族もしくはＩＩＩＢ族元素のモル比を１：１〜１：１２で用いることを特徴とする、粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの半導体超微粒子が固定または内包されたポリマー微粒子の製造方法。
- 塩化物が塩化カドミウムであり、そして塩が硫化ナトリウムである請求項８記載の製造方法。
- 請求項１〜６のいずれかに記載のポリマー微粒子の水溶液のｐＨを６に調節し、別に、塩化金酸水溶液を調製し、次いで水溶液のｐＨを６に調節した後、こうして調節した両溶液をポリマー微粒子中の窒素原子が、モル比で、金原子の１〜２０倍となるように混合して、金微粒子が形成し、そして該ポリマー微粒子のコア部に固定されるのに十分な条件下で撹拌することを特徴とする、粒径１ｎｍ〜４０ｎｍの金超微粒子が固定または内包されたポリマー微粒子の製造方法。
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