JP5652792B2 - メソポーラスシリカの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はメソポーラスシリカの製造方法、詳細にはタンパク質等の吸着分離や、ドラッグデリバリーシステム等に有用なメソポーラスシリカの製造方法に関する。

近年、多孔質シリカの研究が進められている。特に細孔径２〜５０ｎｍの細孔を有する多孔質シリカはメソポーラスシリカと呼ばれ、タンパク質等の吸着分離や、ドラッグデリバリーシステム（ＤＤＳ）の用途への利用が検討されている。これらの用途では比表面積が大きいメソポーラスシリカが望ましいとされている。

一般に多孔質シリカは界面活性剤を水性溶媒中に分散させたミセル分散液を利用して製造される。界面活性剤は親水性部と疎水性部とを有しており、水性溶媒中で、親水性部を外側に、疎水性部を内側に配向した直径が均等な（すなわち、粒径が揃った）球状のミセルを形成し、均一に分散する。後述する種々のシリカ前駆体をミセル分散液と混合し、溶媒を除去すると、シリカ前駆体中に界面活性剤が均一に分散した有機−無機複合体が形成され、さらに焼成によって界面活性剤が除去されるとともにシリカが生成され、メソポーラスシリカが得られる。

例えば、珪酸ナトリウムを酸性溶媒で処理して得られたシリカ前駆体を、長鎖アルキルアンモニウムのハロゲン化物等のカチオン系界面活性剤と混合させることで、細孔径２〜５ｎｍのメソポーラスシリカの粉体が得られることが知られている（特許文献１参照）。

また、アルコキシシランの加水分解反応から得られたシリカ前駆体を、２つのエチレンオキサイド重合体ブロックの間にプロピレンオキサイド重合体ブロックを有する非イオン性トリブロック共重合体と混合させることで、細孔径５〜２６ｎｍのメソポーラスシリカが得られることが知られている（特許文献２参照）。

また、スチレン重合体ブロックとエチレンオキサイド重合体ブロックのブロック共重合体を用いて、細孔径３０ｎｍ程度の比表面積が高いメソポーラスシリカを得る方法が知られている（非特許文献１参照）。さらに、細孔径１０ｎｍ程度の球状の細孔を有するメソポーラスシリカからなる薄膜の製造が報告されている（非特許文献２参照）。

特開平８−２５９２２０号公報 特表２００３−５３１０８３号公報

ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティ（J. of Am. Chem. Soc. ）, 1690頁(2007年). アドバンスド ファンクショナル マテリアルズ（Adv. Funct. Mater. ）, 47頁(2003年).

特許文献１に記載の細孔径２〜５ｎｍのメソポーラスシリカは、細孔径が比較的小さいため、用途が限定される。また、特許文献２に記載の方法でメソポーラスシリカを得るには、シリカ前駆体と非イオン性トリブロック共重合体との溶液に、有機膨張剤を添加し、反応溶液を高温（１００〜１４０℃）にて長時間（１１〜７２時間）、加熱する必要がある。また、非特許文献１に記載の方法では、比表面積を高めるためには、作製したメソポーラスシリカを、さらに高温（１００℃）の水中で長時間（７２時間）加熱する必要がある。また、非特許文献２に記載の方法で得られるメソポーラスシリカからなる薄膜は比表面積が小さい。

したがって、本発明の目的は、タンパク質等の吸着分離や、ＤＤＳの用途に好適な比表面積が大きいメソポーラスシリカを低温、短時間で製造できる工業的に有利な製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、
アルコキシシランを酸性水溶液中に溶解させて、シリカ前駆体水溶液を調製する第１工程；
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、スルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）、及び不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性重合体からなる疎水性重合体ブロック（Ｔ）を構成成分とするブロック共重合体（Ｚ）を、有機溶媒に溶解させてブロック共重合体溶液を調製する第２工程；
前記シリカ前駆体水溶液とブロック共重合体溶液とを混合する第３工程；
前記第３工程で得られた混合液から、有機溶媒と水とを除去して固形分を得る第４工程；および
前記第４工程で得られた固形分を焼成する第５工程；を含むメソポーラスシリカの製造方法を提供する。

本発明によれば、タンパク質等の吸着分離や、ＤＤＳの用途に好適なメソポーラスシリカを低温、短時間で製造できるので、工業的に有利となる。

実施例１、２、４で得られたメソポーラスシリカの焼成後のＧＩ−ＳＡＸＳによるＸ線回折パターンである。 実施例１〜６で得られたメソポーラスシリカの走査型電子顕微鏡写真であり、図Ａが実施例１、図Ｂが実施例２、図Ｃが実施例３、図Ｄが実施例４、図Ｅが実施例５、図Ｆが実施例６である。 実施例２、５で得られたメソポーラスシリカの透過型電子顕微鏡写真であり、図Ａが実施例２、図Ｂが実施例５である。 実施例１〜６で得られたメソポーラスシリカの窒素吸着等温線であり、図（Ａ）中、Ａが実施例１、Ｂが実施例２、Ｃが実施例３であり、図（Ｂ）中、Ｄが実施例４、Ｅが実施例５、Ｆが実施例６である。 実施例１〜６で得られたメソポーラスシリカの細孔分布曲線であり、図中、Ａが実施例１、Ｂが実施例２、Ｃが実施例３、Ｄが実施例４、Ｅが実施例５、Ｆが実施例６である。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳しく説明する。
本発明のメソポーラスシリカの製造方法は、
第１工程：アルコキシシランを酸性水溶液中に溶解させて、シリカ前駆体水溶液を調製する工程；
第２工程：芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、スルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）、及び不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性重合体からなる疎水性重合体ブロック（Ｔ）を構成成分とするブロック共重合体（Ｚ）を、有機溶媒に溶解させてブロック共重合体溶液を調製する工程；
第３工程：シリカ前駆体水溶液とブロック共重合体溶液とを混合する工程；
第４工程：第３工程で得られた混合液から、有機溶媒と水とを除去して固形分を得る工程；および
第５工程：第４工程で得られた固形分を焼成する工程；を少なくとも含む。

［第１工程］
アルコキシシランを酸性水溶液中に溶解させることによって、アルコキシシランが有するアルコキシル基（−ＯＲ）は酸性水溶液中で加水分解を受け水酸基（−ＯＨ）に変換され、さらに脱水縮合して高分子量化して、シリカ前駆体となると推定される。
アルコキシシランとしては、例えば下記一般式（１）で示されるものを用いることができる。

（式中、Ｒはアルキル基を表し、Ｙは水素原子、ハロゲン原子、水酸基又は炭化水素基を表し、ｎは１以上４以下の整数を表す。）

上記一般式（１）におけるＲが表すアルキル基に特に制限はなく、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。また、Ｙが表す炭化水素基としては、例えば、メチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基；アリル基等の炭素数２〜１０のアルケニル基；フェニル基、アルキル置換フェニル基等のアリール基；ベンジル基などのアラルキル基が挙げられる。また、Ｙが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子および臭素原子が好ましい。

ｎが２〜４である場合、ｎ個の（ＯＲ）は同一または異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。ｎは３または４が好ましい。また、（４−ｎ）が２以上である場合、複数個のＹは同一または異なっていてもよい。

上記一般式（１）で表されるアルコキシシランのなかでも、結晶性の良好なメソポーラスシリカを得ることができることから、テトラメチルオルソシリケート（ＴＭＯＳ）(別称：テトラメトキシシラン）、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）(別称：テトラエトキシシラン）、およびトリエトキシメチルシランが好ましい。

アルコキシシランは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

第１工程において用いる酸性水溶液としては、塩酸、硝酸、ホウ酸、臭素酸、フッ素酸、硫酸、リン酸等の無機酸の水溶液が挙げられ、これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。酸性水溶液のｐＨは、アルコキシシランの加水分解反応を円滑に進める観点から、３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。また、前記加水分解反応を阻害しない範囲でアルコール等の有機物を含んでもよい。

第１工程は攪拌下にアルコキシシランを酸性水溶液へ溶解させるのが好ましく、溶解させる際の温度は、０〜８０℃の範囲とすることが好ましく、５〜５０℃の範囲とすることがより好ましく、１０〜３０℃の範囲とすることがさらに好ましい。また、アルコキシシランが酸性水溶液に溶解するのに要する調製時間は通常１〜９０分の範囲である。また、第１工程は、大気雰囲気下で行うことが好ましい。

［第２工程］
第２工程において、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有するスルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）（以下、「芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有するスルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）」を単に「親水性重合体ブロック（Ｓ）」と称する）、及び不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性重合体からなる疎水性重合体ブロック（Ｔ）（以下、「不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性重合体である疎水性重合体ブロック（Ｔ）」を単に「疎水性重合体ブロック（Ｔ）」と称する）を構成成分とするブロック共重合体（Ｚ）を、有機溶媒に溶解させてブロック共重合体溶液を調製する。当該ブロック共重合体溶液において、ブロック共重合体（Ｚ）は、親水性重合体ブロック（Ｓ）を外側に、疎水性重合体ブロック（Ｔ）を内側に配向した均等な直径のミセルを形成して均一に分散していると考えている。

第２工程において、ブロック共重合体（Ｚ）を溶解させる有機溶媒としては、安定なミセルを形成する観点から、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、２−メチル−１−プロパノールなどのアルコール；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル；アセトン、シクロヘキサノン等のケトン等の極性有機溶媒が好ましい。また、これらの極性有機溶媒はそれぞれ単独で用いても２種以上組み合わせて用いてもよい。また、ブロック共重合体（Ｚ）の溶解性を向上させる目的でトルエンなどの非極性有機溶媒を極性有機溶媒と混合して用いてもよい。上記した有機溶媒のなかでもシリカ前駆体水溶液との混和性の高さから、ＴＨＦ、ＴＨＦとエタノールの混合溶媒、ＴＨＦとｎ−プロパノールの混合溶媒、シクロヘキサノン、シクロヘキサノンとエタノールの混合溶媒、トルエンと２−プロパノールの混合溶媒、トルエンと２−メチル−１−プロパノールの混合溶媒等が好ましい。

第２工程は、大気雰囲気下で行われることが好ましい。ブロック共重合体（Ｚ）に前記有機溶媒を添加し、通常３０分〜３時間撹拌することで、ブロック共重合体溶液を調製できる。調製温度は、ブロック共重合体（Ｚ）が分解しない範囲であれば特に限定はなく、ブロック共重合体（Ｚ）の溶解速度を高める観点から、２５〜１００℃の範囲が好ましく、４０〜７０℃の範囲がより好ましい。

調製するブロック共重合体溶液の固形分濃度は、０．５〜３０質量％とすることが好ましく、１〜２０質量％とすることがより好ましい。０．５質量％よりも低いと生産性が悪くなる傾向があり、３０質量％よりも高いと得られるブロック共重合体溶液の粘度が上昇して取り扱いが困難になる場合がある。調製するブロック共重合体溶液の粘度は、例えば２０Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以下とすることがより好ましい。ブロック共重合体溶液の粘度が２０Ｐａ・ｓを超えると取り扱いが困難になる傾向がある。

以下、ブロック共重合体（Ｚ）について説明する。
＜親水性重合体ブロック（Ｓ）＞
ブロック共重合体（Ｚ）の構成成分である親水性重合体ブロック（Ｓ）は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含みスルホン酸基を有していない重合体ブロック（Ｓ_０）（以下「芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含みスルホン酸基を有していない重合体ブロック（Ｓ_０）」を単に「重合体ブロック（Ｓ_０）」と称する）の芳香環にスルホン酸基を導入することで得られる。かかる芳香族ビニル化合物が有する芳香環は炭素環式芳香環であるのが好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環等が挙げられる。

前記重合体ブロック（Ｓ_０）を形成できる単量体としては、例えばスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、３，５−ジメチルスチレン、２−メトキシスチレン、３−メトキシスチレン、４−メトキシスチレン、ビニルビフェニル、ビニルターフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、４−フェノキシスチレン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。

また、上記の芳香族ビニル化合物の、芳香環のα位の炭素（α−炭素）は、４級炭素であってもよい。α−炭素が４級炭素である場合に、α−炭素に結合している置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基（メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、もしくはｔｅｒｔ−ブチル基）、炭素数１〜４のハロゲン化アルキル基（クロロメチル基、２−クロロエチル基、３−クロロエチル基等）、フェニル基を挙げることができる。該置換基を有する芳香族ビニル化合物としては、α−メチルスチレン、α−メチル−４−メチルスチレン、α−メチル−４−エチルスチレン、１，１−ジフェニルエチレンが好ましい。

重合体ブロックＳ_０の芳香環にスルホン酸基を導入する観点から、上記の芳香族ビニル化合物の芳香環上にはスルホン酸基を導入する反応を阻害する官能基がないことが望ましい。例えば、スチレンの芳香環上の水素（特に４位の水素）がアルキル基（特に炭素数３以上のアルキル基）等で置換されているとスルホン酸基の導入が困難な場合があるので、該芳香環は他の官能基で置換されていないか、アリール基等の、それ自体がスルホン酸基を導入可能な置換基で置換されていることが好ましく、スルホン酸基の導入容易性、スルホン酸基の高密度化等の観点から、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、ビニルビフェニルがより好ましい。

重合体ブロック（Ｓ_０）は、本発明の効果を損なわない範囲内で芳香族ビニル化合物以外の１種以上の他の単量体由来の構造単位を含んでいてもよい。かかる他の単量体としては、例えば、炭素数４〜８の共役ジエン（１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、イソプレン、１，３−ヘキサジエン、２，４−ヘキサジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、１，３−ヘプタジエン等）、炭素数２〜８のアルケン（エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、１−ヘプテン、２−ヘプテン、１−オクテン、２−オクテン等）、（メタ）アクリル酸エステル（（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル等）、ビニルエステル（酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等）、ビニルエーテル（メチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等）等が挙げられる。芳香族ビニル化合物と、上記他の単量体との共重合形態はランダム共重合であることが望ましい。これら他の単量体は、重合体ブロック（Ｓ_０）を形成できる単量体の１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。

重合体ブロック（Ｓ_０）１つあたりの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定された標準ポリスチレン換算の数平均分子量として、１，０００〜５０，０００の範囲が好ましく、３，０００〜４０，０００の範囲がより好ましく、５，０００〜２５，０００の範囲がさらに好ましい。上記数平均分子量が、１,０００未満または５０，０００を超えると、ブロック共重合体（Ｚ_０）から誘導されるブロック共重合体（Ｚ）のミセルの形成が困難となる場合がある。

細孔径のバラつきが小さいメソポーラスシリカを再現よく得るためには、重合体ブロック（Ｓ_０）へのスルホン酸基の導入量が重要である。本発明のメソポーラスシリカの製造において、ブロック共重合体（Ｚ）の単位質量あたりのスルホン酸基の当量数（以下「イオン交換容量」と称する）は０．１０ｍｅｑ／ｇ以上であることが好ましく、０．３０ｍｅｑ／ｇ以上であることがより好ましく、０．７５ｍｅｑ／ｇ以上であることが特に好ましい。イオン交換容量の上限については、イオン交換容量が大きくなりすぎると親水／疎水性のバランスが崩れることで、再現よくメソポーラスシリカが得られなくなることから、５．００ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましく、２．５ｍｅｑ／ｇ以下であることがより好ましく、１．１ｍｅｑ／ｇ以下であることがさらに好ましい。スルホン化されたブロック共重合体（Ｚ）のイオン交換容量は、酸価滴定法を用いて算出することができる。

＜疎水性重合体ブロック（Ｔ）＞
ブロック共重合体（Ｚ）の構成成分である疎水性重合体ブロック（Ｔ）は不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性の重合体ブロックである。ここで「非晶性」とは、ブロック共重合体（Ｚ）の動的粘弾性を測定して、結晶性オレフィン重合体由来の貯蔵弾性率の変化がないことによって確認できる。

疎水性重合体ブロック（Ｔ）を形成できる単量体は、重合性の炭素−炭素二重結合を有する不飽和炭化水素化合物であれば特に限定されないが、鎖式不飽和炭化水素化合物が好ましく、例えば、炭素数２〜８のオレフィン（エチレン、プロピレン、１−ブテン、２−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、２−ペンテン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、１−ヘプテン、２−ヘプテン、１−オクテン、２−オクテン等）、炭素数４〜８の共役ジエン化合物（１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、イソプレン、１，３−ヘキサジエン、２，４−ヘキサジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、１，３−ヘプタジエン等）等が挙げられる。上記単量体が重合性の炭素−炭素二重結合を複数有する場合にはそのいずれが重合に用いられてもよく、例えば、共役ジエン化合物の場合には１，２−結合であっても１，４−結合であっても、これらが混ざっていてもよい。

疎水性重合体ブロック（Ｔ）を形成できる上記単量体は１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合は、疎水性重合体ブロック（Ｔ）を構成する構造単位の配列はランダムであることが好ましい。

また、疎水性重合体ブロック（Ｔ）は、上記単量体以外に、本発明の効果を損わない範囲内で他の単量体由来の構造単位を含有してもよい。かかる他の単量体としては、例えばスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物、塩化ビニル等のハロゲン含有ビニル化合物、ビニルエステル（酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル等）、ビニルエーテル（メチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等）等が挙げられる。この場合、疎水性重合体ブロック（Ｔ）を形成する構造単位の配列はランダムであることが好ましい。上記した他の単量体由来の構造単位は、疎水性重合体ブロック（Ｔ）の５質量％以下であることが好ましい。

重合体ブロック（Ｔ）１つあたりの数平均分子量は、小さすぎるとミセルの安定性が低下する傾向となり、大きすぎると細孔径が拡張されタンパク質やドラッグの吸着量が逆に低下する傾向となる。このためゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定された標準ポリスチレン換算の数平均分子量として、３，０００〜１５０，０００の範囲が好ましく、２０，０００〜１００，０００の範囲がより好ましく、３０，０００〜７５，０００の範囲がさらに好ましい。

＜ブロック共重合体（Ｚ）＞
ブロック共重合体（Ｚ）は、親水性重合体ブロック（Ｓ）と疎水性重合体ブロック（Ｔ）とを、それぞれ１個以上有している。親水性重合体ブロック（Ｓ）を複数個有する場合、それらの構造（構成する単量体の種類、重合度、スルホン酸基の種類や導入割合等）は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。また、疎水性重合体ブロック（Ｔ）を複数個有する場合、それらの構造（構成する単量体の種類、重合度等）は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。

当該ブロック共重合体（Ｚ）における、親水性重合体ブロック（Ｓ）と疎水性重合体ブロック（Ｔ）の配列の例として、Ｓ−Ｔ型ジブロック共重合体（Ｓ、Ｔはそれぞれ、親水性重合体ブロック（Ｓ）、疎水性重合体ブロック（Ｔ）を表す）、Ｓ−Ｔ−Ｓ型トリブロック共重合体、Ｔ−Ｓ−Ｔ型トリブロック共重合体、Ｓ−Ｔ−Ｓ型トリブロック共重合体あるいはＴ−Ｓ−Ｔ型トリブロック共重合体とＳ−Ｔ型ジブロック共重合体との混合物等が挙げられる。本発明のメソポーラスシリカにおいては、これらのブロック共重合体は、それぞれ単独で用いても２種以上組み合わせて用いてもよい。

本発明のメソポーラスシリカを形成する前記ブロック共重合体（Ｚ）においては、親水性重合体ブロック（Ｓ）の合計量と、疎水性重合体ブロック（Ｔ）の合計量の割合は、質量比で１０：９０〜５０：５０であるのが好ましく、細孔径のバラつきが小さいメソポーラスシリカを再現よく得る観点から２０：８０〜４０：６０であるのがより好ましい。

＜ブロック共重合体（Ｚ_０）の製造＞
本発明のメソポーラスシリカを形成するブロック共重合体（Ｚ）は、重合体ブロック（Ｓ_０）と疎水性重合体ブロック（Ｔ）とからなるブロック共重合体（Ｚ_０）を製造した後、重合体ブロック（Ｓ_０）にスルホン酸基を導入する方法を用いることができる。

ブロック共重合体（Ｚ_０）の製造方法は、構成する単量体の種類、分子量等によって、ラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法、配位重合法等から適宜選択されるが、工業的な容易さから、ラジカル重合法、アニオン重合法あるいはカチオン重合法が好ましく選択される。特に、分子量、分子量分布等の観点からいわゆるリビング重合法が好ましく、具体的にはリビングラジカル重合法、リビングアニオン重合法、およびリビングカチオン重合法が好ましい。

重合体ブロック（Ｓ_０）と疎水性重合体ブロック（Ｔ）とからなるブロック共重合体（Ｚ_０）の製造方法の具体例として、重合体ブロック（Ｓ_０）がスチレン、α−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン等の芳香族ビニル化合物から形成され、疎水性重合体ブロック（Ｔ）が共役ジエン又はイソブテンから形成されてなるブロック共重合体（Ｚ_０）の製造方法について述べる。この場合、工業的容易さ、分子量、分子量分布、重合体ブロック（Ｓ_０）、疎水性重合体ブロック（Ｔ）との結合の容易さ等からリビングアニオン重合法またはリビングカチオン重合法で製造するのが好ましく、次のような具体的な合成例が示される。

ブロック共重合体（Ｚ_０）をリビングアニオン重合によって製造するにあたっては、
（１）シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、２０〜１００℃の温度条件下で、芳香族ビニル化合物、共役ジエン、芳香族ビニル化合物を逐次重合させＳ_０−Ｔ−Ｓ_０型ブロック共重合体（Ｚ_０）を得る方法；
（２）シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、２０〜１００℃の温度条件下で芳香族ビニル化合物、共役ジエンを逐次重合させた後、安息香酸フェニル等のカップリング剤を添加してＳ_０−Ｔ−Ｓ_０型ブロック共重合体（Ｚ_０）を得る方法；
（３）シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤として有機リチウム化合物の存在下、０．１〜１０質量％濃度の極性化合物の存在下、−３０〜３０℃の温度にて、５〜５０質量％濃度の芳香族ビニル化合物を重合させ、得られるリビングポリマーに共役ジエンを重合させた後、安息香酸フェニル等のカップリング剤を添加して、Ｓ_０−Ｔ−Ｓ_０型ブロック共重合体（Ｚ_０）を得る方法；
（４）シクロヘキサン等の非極性溶媒中でアニオン重合開始剤の存在下、２０〜１００℃の温度条件下で、ｔ−ブチルスチレン、スチレン、共役ジエンを所望の順番で各１回以上逐次添加し、３種類以上の重合体ブロックからなるブロック共重合体（Ｚ_０）を得る方法；
等が採用される。

ブロック共重合体（Ｚ_０）をリビングカチオン重合によって製造するにあたっては、
（５）ハロゲン化炭化水素および炭化水素の混合溶媒中、−７８℃で、２官能性ハロゲン化開始剤を用いて、ルイス酸存在下、イソブテンをカチオン重合させた後、スチレン等の芳香族ビニル化合物を重合させて、Ｓ_０−Ｔ−Ｓ_０型ブロック共重合体（Ｚ_０）を得る方法（Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．３２，１１９（１９９０）．）等が採用される。

疎水性重合体ブロック（Ｔ）を形成する単量体である不飽和炭化水素化合物が炭素−炭素二重結合（不飽和結合）を複数有する場合、通常、重合したのちに、不飽和結合が残存している。この場合、残存する不飽和結合の一部または全部を、公知の水素添加反応によって飽和結合に変換してもよい。炭素−炭素二重結合の水素添加率は、一般に用いられている方法、例えば、¹Ｈ−ＮＭＲ測定によって算出することができる。炭素−炭素二重結合の水素添加率は、５０モル％以上が好ましく、８０モル％以上がより好ましい。

ブロック共重合体（Ｚ_０）の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定された標準ポリスチレン換算の数平均分子量として、通常５，０００〜２００，０００が好ましく、３０，０００〜１５０，０００がより好ましく、５０，０００〜１００，０００がさらに好ましい。ブロック共重合体（Ｚ_０）の数平均分子量が５０００よりも小さいと、これから得られるブロック共重合体（Ｚ）を有機溶媒に溶解させてなるブロック共重合体溶液において、ミセルの安定性が低下する傾向となり、１５０，０００より大きいと、得られるメソポーラスシリカの細孔径が拡張されタンパク質やドラッグの吸着量が低下する傾向となる。

＜ブロック共重合体（Ｚ）の製造＞
次に、ブロック共重合体（Ｚ_０）にスルホン酸基を導入してブロック共重合体（Ｚ）を製造する方法について述べる。スルホン酸基の導入（スルホン化）は、公知の方法で行える。例えば、ブロック共重合体（Ｚ_０）の溶液や懸濁液を調製したのち、後述するスルホン化剤を添加し混合する方法や、ブロック共重合体（Ｚ_０）に直接ガス状のスルホン化剤を添加する方法が挙げられる。

スルホン化剤としては、硫酸；硫酸と脂肪族酸無水物との混合物系；クロロスルホン酸；クロロスルホン酸と塩化トリメチルシリルとの混合物系；三酸化硫黄；三酸化硫黄とトリエチルホスフェートとの混合物系；２，４，６−トリメチルベンゼンスルホン酸に代表される芳香族有機スルホン酸等が例示される。また、使用する有機溶媒としては、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素、ヘキサン等の直鎖脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素等が例示でき、必要に応じて複数の組み合わせから、適宜選択して使用してもよい。

［第３工程］
前記第１工程で得られたシリカ前駆体水溶液と、第２工程で得られたブロック共重合体溶液とを混合する。混合方法に制限はなく、シリカ前駆体水溶液中にブロック共重合体溶液を供給する方法、ブロック共重合体溶液中にシリカ前駆体水溶液を供給する方法、シリカ前駆体水溶液とブロック共重合体溶液とを同時に容器内に供給する方法のいずれであってもよい。なお、混合に際しては、公知の攪拌装置を用いて、攪拌しながら行うことが好ましい。

シリカ前駆体水溶液とブロック共重合体溶液の量比は、得られるメソポーラスシリカの細孔径のバラつきを低下させる観点から、ブロック共重合体（Ｚ）とアルコキシシランの質量比が０．０１：１〜２５：１となる割合であることが好ましく、０．０５：１〜９：１の割合であることがより好ましい。

第３工程は、大気雰囲気下で行われることが好ましい。第３工程で用いるシリカ前駆体水溶液は、得られるメソポーラスシリカの結晶性を高める観点から、第１工程で調製後、１時間以内に第３工程に供することが好ましく、３０分以内に第３工程に供することがより好ましい。混合する際の温度は０〜８０℃の範囲が好ましく、５〜５０℃の範囲がより好ましく、１０〜３０℃の範囲がさらに好ましい。また、結晶性の高いメソポーラスシリカが得られることから、混合時間は１〜３００分の範囲とすることが好ましく、３０〜９０分の範囲とすることがより好ましい。

［第４工程］
前記第３工程で得られた混合液から有機溶媒と水とを除去して固形分を得る。得られるメソポーラスシリカの結晶性を高める観点から、第３工程で調製後、１時間以内に第４工程に供することが好ましく、３０分以内に第４工程に供することがより好ましい。

第４工程は、大気雰囲気下で行うことが好ましい。第４工程の温度は２０〜８０℃の範囲が好ましい。第４工程に要する時間は１０分〜６時間の範囲が好ましく、より好ましくは３０分〜３時間である。市販の赤外線水分計を用いて前記固形分を１００℃に保持した際、質量減少率が１分間あたり０．１％以下になるまで有機溶媒と水とを除去することが好ましい。

［第５工程］
前記第４工程で得られた固形分を焼成して、ブロック共重合体（Ｚ）を除去し、細孔径２〜５０ｎｍの多数の細孔が周期的に形成されたメソポーラスシリカが得られる。

焼成は、３００〜１０００℃、好ましくは４００〜７００℃で加熱する。加熱時間は３０分〜１２時間の範囲が好ましい。

タンパク質等の吸着分離やＤＤＳで用いられるメソポーラスシリカの細孔径は、２〜５０ｎｍの範囲であり、５〜３０ｎｍの範囲であることが好ましい。ここで細孔径とは、図５に示す細孔分布曲線における最大ピークを示す細孔径を指す。細孔分布曲線は、測定対象のメソポーラスシリカを液体窒素温度（−１９６℃）に冷却して窒素ガスによって徐々に加圧し、定容量法により窒素ガスの平衡圧力に対する窒素ガスの吸着量をプロットして得られる図４に示すような吸着等温線の吸着曲線から、ＢＪＨ法により算出される。ＢＪＨ法とは、他の細孔と連結していない円筒形の細孔をモデルとして計算したもので、窒素ガスの毛管凝縮と多分子層吸着から細孔分布を求める方法である。その詳細は、「島津評論」（第４８巻、第１号、第３５〜４４頁、１９９１年発行）に記載されている。

本発明の製造方法により得られるメソポーラスシリカのＸ線回折パターンを測定したとき、そのＸ線回折パターンにおいて１ｎｍ以上のｄ値に相当する回折角度に１本以上のピークを有することが好ましい。Ｘ線回折ピークはそのピーク角度に相当するｄ値の周期構造が試料中にあることを意味する。したがって、１ｎｍ以上のｄ値に相当する回折角度に１本以上のピークがあることは、細孔が１ｎｍ以上の間隔で規則的に配列していることを意味する。

以上説明したように、本発明におけるスルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）及び疎水性重合体ブロック（Ｔ）を構成成分とするブロック共重合体（Ｚ）においては、親水性重合体ブロック（Ｓ）と疎水性重合体ブロック（Ｔ）の親水、疎水性の差が極端に大きいため、安定したミセルを形成することが可能になる。また、親水性重合体ブロック（Ｓ）が嵩高い芳香族ビニル化合物に由来する構造単位で構成されているため、焼成後に細孔同士を連結する細孔として機能すると考えている。この結果、細孔同士が連結した細孔径の大きいメソポーラスシリカを低温、短時間で製造できるので、工業的に有利な製造プロセスである。

以下に、本発明について更に詳細に説明する。なお、本発明はここに説明する実施例に限定されるものではない。まず、用いた測定方法、条件を示す。

１．ＧＰＣによるブロック共重合体（Ｚ_０）の数平均分子量の測定；
GPCシステム ：東ソー株式会社製HLC-8220GPC
カラム ：TSKgel Super Multipore HZ-M
TSK guard Column Super MP-M
TSK gel G3000H
ＲＩ検出器 ：HLC-8220GPC
カラムオーブン温度：４０℃
溶離液 ：テトラヒドロフラン
標準サンプル：標準ポリスチレンの較正曲線を用いて、換算した

２．^１Ｈ−ＮＭＲによるブロック共重合体（Ｚ_０）の水素添加率およびブロック共重合体（Ｚ）のスルホン化率の測定；
NMRシステム ：日本電子製JNM-ECX400
溶媒 ：重水素化クロロホルム
基準ピーク ：テトラメチルシラン

３．貯蔵弾性率の測定
ブロック共重合体（Ｚ）の２０質量％トルエン／イソプロピルアルコール（質量比５／５）溶液を調製し、離型処理済ＰＥＴフィルム［三菱樹脂（株）製、ＭＲＶ（商品名）］上に約３５０μｍの厚みでコートし、熱風乾燥機にて、１００℃で４分間乾燥後、２５℃で離型処理済ＰＥＴフィルムから剥離させて、厚さ３０μｍの膜を得た。得られた膜を、広域動的粘弾性測定装置（レオロジ社製「ＤＶＥ−Ｖ４ＦＴレオスペクトラー」）を使用して、引張りモード（周波数：１１Ｈｚ）で、昇温速度を３℃／分、−８０℃から２５０℃まで昇温して、貯蔵弾性率（Ｅ’）、損失弾性率（Ｅ’’）及び損失正接（ｔａｎδ）を測定した。結晶化オレフィン重合体に由来する８０〜１００℃における貯蔵弾性率の変化がないことに基づき、疎水性重合体ブロック（Ｔ）の非晶性を判断した。この結果、下記実施例、比較例で得られたすべてのブロック共重合体（Ｚ）について、疎水性重合体ブロック（Ｔ）は非晶性であった。

４．メソポーラスシリカの細孔径および比表面積の測定
日本ベル株式会社製、自動比表面積／細孔分布測定装置、商品名「ＢＥＬＳＯＲＰ-ｍｉｎｉＩＩ」」を使用し、液体窒素を用いて多点法でＢＥＴ比表面積を測定し、パラメータＣが正になる範囲で値を導出した。細孔分布は、前記のＢＪＨ 法を採用し、ピークトップを細孔径とした。前処理は１００℃で２４時間行った。

[合成例１：ポリα−メチルスチレンと水添ポリブタジエンとからなるブロック共重合体（Ｚ_０−１）の合成］
撹拌装置付き耐圧容器を十分に窒素置換を行った後、充分に脱水したα−メチルスチレン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサンおよびテトラヒドロフランを、各々１７２ｇ、２５８．１ｇ、２８．８ｇおよび５．９ｇ投入した。続いてｓｅｃ−ブチルリチウム（１．３Ｍ、シクロヘキサン溶液）１７．５ｍｌを添加し、−１０℃で５時間重合した。５時間重合後のポリα−メチルスチレンの数平均分子量をＧＰＣにより測定したところ、ポリスチレン換算で６，４００であった。次いで、１，３−ブタジエン２７ｇを添加し、３０分間撹拌後、シクロヘキサン１，７０３ｇを加えた。ポリ１，３−ブタジエンブロック（ｂ１）の数平均分子量は３６４０であった。次に１，３−ブタジエンを３０３ｇ加え、温度を６０℃まで上昇させながら２時間重合をした。さらに、耐圧容器中の重合溶液に、α，α′−ジクロロ−ｐ−キシレン（０．３Ｍ、トルエン溶液）２７．０ｍｌを加え、６０℃で１時間撹拌し、カップリング反応を行い、ポリ（ α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（α−メチルスチレン）型共重合体（以下ｍＳＥＢｍＳと略記する）を合成した。得られたｍＳＥＢｍＳの数平均分子量は７４０００であり、^１Ｈ−ＮＭＲ測定から求めた１、２−結合量は４３．９％ 、α−メチルスチレン単位の含有量は２８質量％であった。また、ポリブタジエンブロック中には、α−メチルスチレンが実質的に共重合されていないことが、^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定による組成分析により判明した。

合成したｍＳＥＢｍＳのシクロヘキサン溶液を調製し、十分に窒素置換を行った耐圧容器に仕込んだ後、Ｎｉ／Ａｌ系のＺｉｅｇｌｅｒ系水素添加触媒を用いて、水素雰囲気下において８ ０ ℃ で５時間水素添加反応を行い、ポリα−メチルスチレン−ｂ−水添ポリブタジエン−ｂ−ポリα−メチルスチレン型トリブロック共重合体（以下、ブロック共重合体（Ｚ_０−１）と称する）を得た。得られたブロック共重合体（Ｚ_０−１）の水素添加率を^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル測定により算出したところ、９９．６％であった。

[合成例２：ブロック共重合体（Ｚ−１）の合成］
合成例１で得られたブロック共重合体（Ｚ_０−１）１００ｇを、攪拌機付きのガラス製反応容器中にて１時間真空乾燥し、ついで窒素置換した後、塩化メチレン１０００ｍｌを加え、３５℃にて２時間攪拌して溶解させた。溶解後、塩化メチレン４１.８ｍl中、０℃ にて無水酢酸２１．０ｍｌと硫酸９．３４ｍｌとを反応させて得られた硫酸化試薬を、２０分かけて徐々に滴下した。３５℃にて０．５時間攪拌後、２Ｌの蒸留水の中に攪拌しながら重合体溶液を注ぎ、重合体を凝固析出させた。析出した固形分を９０℃の蒸留水で３０分間洗浄し、ついでろ過した。この洗浄及びろ過の操作を洗浄水のｐＨに変化がなくなるまで繰り返し、最後にろ取した重合体を真空乾燥してスルホン化物を得た（以下、ブロック共重合体（Ｚ−１）と称する）。得られたブロック共重合体（Ｚ−１）のα−メチルスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率は^１Ｈ−ＮＭＲ分析から２７ｍoｌ％、酸価滴定によって求めたイオン交換容量は０．８ｍｅｑ／ｇであった。

[合成例３：ブロック共重合体（Ｚ−２）の合成］
合成例２の反応温度を２５℃に、反応時間を３時間に変更した以外は、合成例２と同様に行った。得られたスルホン化物（以下、ブロック共重合体（Ｚ−２）と称する）のα−メチルスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率は^１Ｈ−ＮＭＲ分析から３６ｍoｌ％、酸価滴定によって求めたイオン交換容量は０．８８ｍｅｑ／ｇであった。

[合成例４：ブロック共重合体（Ｚ−３）の合成］
合成例３の反応時間を７時間に変更した以外は、合成例３と同様に行った。得られたスルホン化物（以下、ブロック共重合体（Ｚ−３）と称する）のα−メチルスチレン単位のベンゼン環のスルホン化率は^１Ｈ−ＮＭＲ分析から５０ｍoｌ％、酸価滴定によって求めたイオン交換容量は１．０６ｍｅｑ／ｇであった。

[合成例５：スチレン重合体ブロックとエチレンオキサイド重合体ブロックのブロック共重合体（以下、ブロック共重合体（Ｑ）と称する）の合成］
モノメトキシポリエチレンオキサイド（Ａｃｒｏｓ社製ＰＥＧ５０００）２０ｇをＴＨＦ６０ｍｌに溶解させた。これにピリジン４０ｍｌを添加し、均一な溶液を得た。この溶液を氷浴で冷却し、２−ブロモイソブチリルブロマイド（Ａｃｒｏｓ社製）１３ｍｍｏｌを３０分かけて滴下した後、更に３０℃で１２時間撹拌した。室温に冷却後、冷却したジメチルエーテル２００ｍｌを溶液に添加して、沈殿物として白色のＰＥＯ−Ｂｒを得た。ＰＥＯ−Ｂｒは冷却したジメチルエーテルで洗浄し、真空乾燥した。次に、ＰＥＯ−Ｂｒ３ｇ、ＣｕＢｒ０．０８ｇ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’、Ｎ’−ペンタメチルジエチレントリアミン（Ａｃｒｏｓ社製）０．１０ｇ、スチレン（和光純薬工業製）１５ｇをアンプル管に入れて、脱酸素処理を行った後、１１０℃、３時間かけて重合反応を実施した。得られたゲル状の生成物をＴＨＦ５０ｍｌに溶解させ、アルミナカラムに通すことでＣｕ錯体を除去した。これに石油エーテル２００ｍｌを添加して再沈殿処理を行うことで、ブロック共重合体（Ｑ）を得た。得られたブロック共重合体（Ｑ）の数平均分子量は３６１００であった。

＜メソポーラスシリカの合成＞

０．１Ｍ塩酸水溶液０．１５ｇをテトラエトキシシラン０．５ｇ（Ａｌｄｒｉｃｈ製）に添加して、大気雰囲気下、２５℃にて、５分間、マグネティックスターラーを用いて撹拌することでシリカ前駆体水溶液を調製した。次に、合成例４で合成したブロック共重合体（Ｚ−３）０．０５５６ｇにＴＨＦ２．５ｍｌを添加し、大気雰囲気下において２５℃、１時間、マグネティックスターラーを用いて攪拌することでブロック共重合体溶液を調製した。ついで、先に調製したシリカ前駆体水溶液を添加し、１時間攪拌した。得られた混合液を大気雰囲気下で２５℃、１時間乾燥することで固形分を得、電気炉（光洋サーモシステム製 ＫＢＦ４４２Ｎ１）に移して、大気雰囲気下にて１℃／ｍｉｎの昇温速度で６００℃まで昇温し、４時間保持した後、電源を切り室温まで冷却することでメソポーラスシリカを得た。

実施例１のブロック共重合体（Ｚ−３）の添加量を０．１２５ｇに変更した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

実施例１のブロック共重合体（Ｚ−３）の添加量を０．２１４３ｇに変更した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

実施例１のブロック共重合体（Ｚ−３）の添加量を０．３３３３ｇに変更した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

実施例１のブロック共重合体（Ｚ−３）の添加量を０．５ｇに変更した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

実施例１のブロック共重合体（Ｚ−３）の添加量を０．７５ｇに変更した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例２で合成したブロック共重合体（Ｚ−１）を０．１２５ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例２で合成したブロック共重合体（Ｚ−１）を０．２１４３ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例２で合成したブロック共重合体（Ｚ−１）を０．３３３３ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例３で合成したブロック共重合体（Ｚ−２）を０．１２５ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例３で合成したブロック共重合体（Ｚ−２）を０．２１４３ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

合成例３で合成したブロック共重合体（Ｚ−２）を０．３３３３ｇ添加した以外は、実施例１と同様に行い、メソポーラスシリカを得た。

比較例１

２つのエチレンオキサイド重合体ブロックの間にプロピレンオキサイド重合体ブロックを有する非イオン性トリブロック共重合体４ｇ（ＢＡＳＦ製 P１２３銘柄；分子量５９００）に水３０ｍｌを添加して、大気雰囲気下、２５℃にて、１時間、マグネティックスターラーを用いて撹拌することでブロック共重合体溶液を調製、ついで、２Ｍ 塩酸１２０ｇを添加し、３５℃に昇温し、５分間撹拌した。ついで、テトラエトキシシラン８．５gを添加して、３５℃にて、２０時間、マグネティックスターラーを用いて撹拌した。得られた混合液を、テフロン（登録商標）コートした耐圧容器に移し入れ、８０℃にて、１２時間加熱したところ、沈殿物として固形分を得た。かかる固形分をろ過により、回収し、さらに水５０ｍｌでリンスしたのち、大気雰囲気下、２５℃にて、１２時間乾燥した。これを電気炉（光洋サーモシステム製 ＫＢＦ４４２Ｎ１）に移して、大気雰囲気下にて１℃／ｍｉｎの昇温速度で６００℃まで昇温し、４時間保持した後、電源を切り室温まで冷却することでメソポーラスシリカを得た。

比較例２

２Ｍ 塩酸６０ｇ、２つのエチレンオキサイド重合体ブロックの間にプロピレンオキサイド重合体ブロックを有する非イオン性トリブロック共重合体１．０１ｇ（ＢＡＳＦ製Ｆ１２７銘柄；分子量１２６００）、ＫＣｌ１．４２g、１、３、５−トリメチルベンゼン２．１６ｇを混合し、大気雰囲気下、１５℃にて、２４時間、マグネティックスターラーを用いて撹拌した。ついで、テトラエトキシシラン３．９６gを加え、２４時間撹拌した。得られた混合液を、テフロン（登録商標）コートした耐圧容器に移し入れ、１００℃にて、７２時間加熱したところ、沈殿物として固形分を得た。かかる固形分をろ過により、回収し、さらに水５０ｍｌでリンスした。この固形分を、大気雰囲気下、２５℃にて、１２時間乾燥したのち、電気炉（光洋サーモシステム製 ＫＢＦ４４２Ｎ１）に移して、大気雰囲気下にて１℃／ｍｉｎの昇温速度で６００℃まで昇温し、４時間保持した後、電源を切り室温まで冷却することでメソポーラスシリカを得た。

比較例３

０．１Ｍ塩酸０．３ｇをテトラエトキシシラン１ｇ（Ａｌｄｒｉｃｈ製）に添加して、大気雰囲気下において２５℃、５分間、マグネティックスターラーを用いて撹拌することでシリカ前駆体水溶液を調製した。次に、合成例５で合成したブロック共重合体（Ｑ）０．１ｇにＴＨＦ２．５ｍｌを添加し、大気雰囲気下において２５℃、１時間、マグネティックスターラーを用いて攪拌することでブロック共重合体溶液を調製した。前記ブロック共重合体溶液に前記シリカ前駆体水溶液を添加した後、大気雰囲気下、２５℃にて、１時間、マグネティックスターラーを用いて攪拌した。得られた混合液を大気雰囲気下、２５℃にて１時間乾燥することで固形分を得たのち、電気炉（光洋サーモシステム製 ＫＢＦ４４２Ｎ１）に移して、大気雰囲気下にて１℃／ｍｉｎの昇温速度で６００℃まで昇温し、４時間保持した後、電源を切り室温まで冷却することでメソポーラスシリカを得た。

実施例１、２、４で得られたメソポーラスシリカの焼成後のＧＩ−ＳＡＸＳによるＸ線回折パターンを図１に示す。また、実施例１〜６で得られたメソポーラスシリカの走査型電子顕微鏡写真を図２に、実施例２、５で得られたメソポーラスシリカの透過型電子顕微鏡写真を図３に示す。図１、２、３より実施例で得られたメソポーラスシリカは、球状の細孔形状であることが解った。

実施例１〜６で得られたメソポーラスシリカの窒素吸着等温線を図４に示す。この窒素吸着等温線のヒステリシスからメソポーラスシリカが得られたと考えている。図５には図４の窒素吸着等温線からＢＪＨ法を用いて算出した細孔分布曲線を示す。

表１に実施例及び比較例で得られたメソポーラスシリカの細孔径、比表面積、細孔容積のデータを記載した。比表面積は図４の吸着等温線の吸着曲線からＢＥＴ法を用いて算出した。また、細孔容積は図４の吸着等温線の吸着曲線からｔ法を用いて算出した。比較例１の細孔径は４．７ｎｍであり、タンパク質やドラッグ等の巨大な分子サイズの吸着に好適な細孔径ではない。比較例２において有機膨張剤を添加し、水熱処理を施すことで細孔径は２６ｎｍに拡張され、比表面積、細孔容積共に大きく、巨大分子の吸着に好適なメソポーラスシリカとなる。一方で、比較例３においては、ＸＲＤ回折、走査型電子顕微鏡写真から３１ｎｍ近くの球状の細孔が観測されたが、窒素ガスの吸着量が少なく、比表面積も低い値であった。このためタンパク質やドラッグ等の巨大な分子サイズの吸着は期待できない。比較例３以外のメソポーラスシリカは白色であるのに対し、比較例３のメソポーラスシリカは灰色であり、孤立した細孔にブロック共重合体由来の残渣が封じ込められている可能性が示唆され、比表面積が低い一因と推測される。本実施例においては有機膨張剤の添加や、水熱処理を施すことなく１６．９〜２７．１ｎｍの細孔径が得られ、比表面積、細孔容積共に大きいメソポーラスシリカが得られた。

Claims (3)

1. アルコキシシランを酸性水溶液中に溶解させて、シリカ前駆体水溶液を調製する第１工程；
   芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含み、スルホン酸基を有する親水性重合体ブロック（Ｓ）、及び不飽和炭化水素化合物に由来する構造単位を含有する非晶性重合体からなる疎水性重合体ブロック（Ｔ）を構成成分とするブロック共重合体（Ｚ）を、有機溶媒に溶解させてブロック共重合体溶液を調製する第２工程；
   前記シリカ前駆体水溶液とブロック共重合体溶液とを混合する第３工程；
   前記第３工程で得られた混合液から、有機溶媒と水とを除去して固形分を得る第４工程；および
   前記第４工程で得られた固形分を焼成する第５工程；を含むことを特徴とする、メソポーラスシリカの製造方法。
2. ブロック共重合体（Ｚ）の単位質量あたりのスルホン酸基の当量数が０．１０ｍｅｑ／ｇ以上、５．００ｍｅｑ／ｇ以下である、請求項１記載の製造方法。
3. 第３工程で得られた混合液中のブロック共重合体（Ｚ）とアルコキシシランとの質量比が０．０１：１〜２５：１である、請求項１または２記載の製造方法。