JPH0259428A

JPH0259428A - 磁性粒子及びその製造法

Info

Publication number: JPH0259428A
Application number: JP63209269A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takada; 高田　利夫; Shunichi Onishi; 俊一大西; Satoshi Sato; 智佐藤; Masao Kiyama; 木山　雅雄
Original assignee: Research Institute for Production Development
Current assignee: Research Institute for Production Development
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1990-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、湿式法により得られた強磁性酸化鉄系フェラ
イト超微粒子の表面に脂肪酸とリン脂質とからなる脂質
二重膜が被覆されている強磁性酸化鉄系フェライト超微
粒子含有磁性粒子に関するものである。

上記磁性粒子は、その表面にたんば〈質類、ペプチド類
、糖類及び医薬品等の各種生理活性物質を固定化するこ
とができる。

［従来の技術］最近、生物学、医学、薬学等の各分野では、各種生理活
性物質を表面に固定化できる磁性粒子が注目されている
。

例えば、たんばく質類の細胞内輸送小胞の検討に当り、
たんばく質類を表面に固定化した磁性粒子を用いれば、
これが細胞内輸送小胞中に取り込まれ、その結果、磁場
勾配分離により細胞内輸送小胞を特異的に分離すること
が可能となるからであり、また、例えば、体内の局部治
療に当り、医薬品を表面に固定化した磁性粒子を用いれ
ば、体外からの磁場操作により医薬品を局所に誘導する
ことが可能となるからであり、更に、例えば、臨床検査
に当り、間接受身凝集反応の担体に磁性粒子を用いれば
、磁性を利用することにより判定時間の大［１］な短縮
が可能となるからである。従って、各種生理活性物質を
表面に固定化できる磁性粒子の研究開発が活発に進めら
れており、既に、マグネタイト微粒子を血清アルブミン
で被覆して乳化と熱処理とを繰返すという技術や強磁性
微粒子をゼラチンで被覆して該ゼラチンのアミノ基間を
アルデヒドによって架橋化するという技術が開示されて
おり（特開昭５９−１９５１６１号公報）、また、シラ
ン系カップリング剤によって表面を処理するという技術
やデキストランとの複合体を形成させるという技術も知
られている。

［５！明が解決しようとする課題］前記の通り、各種生理活性物質を表面に固定化できる磁
性粒子に係る種々の技術が知られているが、従来技術に
共通する問題点は、製造される粒子の粒度や組成の均一
性と安定性とが充分でないこと、製造に当って複雑な操
作が要求されること及びより微細な粒子を得にくいこと
等である。

本発明は、上記諸問題点を解決し２粒度や組成の均一性
と安定性とに優れた粒子を簡易な操作で製造することを
技術的課題とするものである。また、本発明はより微細
な粒子を提供することをも技術的課題とするものである
。

［課題を解決するための手段］本発明者は、前記の技術的課題が解決できる技術的手段
として次の通りの発明を完成した。

即ち、湿式法により得られた粒径１０〜１０００人の強
磁性酸化鉄系フェライト超微粒子の表面に脂肪酸とリン
脂質とからなる脂質二重膜が被覆されていることを特徴
とする強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子含有磁性粒子
（以下、「本発明物」という）及び湿式法により得られ
た粒径１０〜１０００人の強磁性酸化鉄系フェライト超
微粒子をアンモニア水中に超音波を照射して分散させ、
該分散液に脂肪酸を加えて溶解させた後、続いて、界面
活性剤の存在下においてリン脂質を加えることによって
、前記超微粒子の表面に脂肪酸とリン脂質とからなる脂
質二重膜を被覆させることを特徴とする強磁性酸化鉄系
フェライト超微粒子含有磁性粒子の製造法（以下、「本
発明方法」という。）である。

本発明物及び本発明方法の構成をより詳しく説明する。

先ず、本発明物の各構成成分について述べる。

周知の通り、強磁性酸化鉄系フェライト微粒子の製造法
には、例えば、特公昭４４−６６８号公報、特公昭４９
−３２７１１号公報及び特公昭５５−２８２０３号公報
等に示されているように、水溶液中から沈澱物として得
る湿式法と加熱固相反応によって得る乾式法とがある。

本発明物の一構成成分である粒径１０〜１０００人の強
磁性酸化鉄系フェライト超微粒子は前者の湿式法により
得られたものであり、具体的には、水溶液中から沈澱物
として得られる粒径１０〜１０００人のマグネタイト、
リチュムフェライト、マンガン−亜鉛フェライト、ニッ
ケルー亜鉛フェライト、コバルト−亜鉛フェライト等の
スピネルフェライト及び同じく水溶液中から沈澱物とし
て得られる粒径１０〜１０００人のバリウムフェライト
、ストロンチュムフェライト等のへキサゴナルフェライ
トである。尚、特に好ましい粒径は２００Å以下であり
、粒径２００Å以下のものは、本発明者等が既に完成し
ている湿式法の一種、詳言すれば、Ｆｅ（ＩＩりイオン
ｌ原子に対しＦｅ　（ＩＩ　）イオンを１．１〜１．５
原子含有する酸性水溶液にアルカリを添加して５０〜７
０℃で酸化して沈澱物を得るという製造法（特開昭５７
−１７５７３４号公報参照）によれば容易に得られる、
また、強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子の典型例とし
て、例えば、本発明者等が発表（ＢＵＬＬＥＴＩＮ　Ｏ
Ｆ　ＴＨＥ　ＣＩＩＥＭＩＣＡＬ　５ＯＣＩＥＴＹ　Ｏ
Ｆ　ＪＡＰＡＮＶＯＬ、６０．３９３１〜３９３４（１
９８７）参照）したりチュムフエライトがよく知られて
いる。

湿式法により生成するフェライト粒子は、同相反応によ
り合成されるものに比して粒度分布及び各粒子の組成が
穫めて均一であるとともに分散性が優れているという特
長をもっている。

本発明物の一構成成分である脂肪酸は、具体的には、オ
レイン酸、リノール酸、リルン酸等の不飽和脂肪酸及び
バルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸であり、な
かでもオレイン酸はアルキル鎖が長く、且つ常温で液体
であるので好ましし）。

本発明物の一構成成分であるリン脂質は、具体的には、
天然フオスファチジルコリン及びその誘導体、天然フオ
スファチジルエタノールアミンの誘導体、合成レシチン
等であり、また、合成フオスファチジルエタノールアミ
ンの如きリボゾーム形成能をもつ脂質や脂肪酸側鎖に重
合性官能基を含む合成リン脂質も用いることができる。

本発明物は、上述の通りの各構成成分からなり、その構
造は、上記の湿式法により得られた粒径１０〜１０００
人の強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子の表面に上記の
脂肪酸と上記のリン脂質とからなる脂質二重膜が被覆さ
れているものである。

尚、本発明物の表面層に各種生理活性物質を固定化する
場合には、公知の方法を採用すればよく、酵素、たんば
く質類、ペプチド類はカルボジイミド法、ジアゾカップ
リング法、酸アジド法等の周知手段によって固定化でき
、糖類は過ヨウ素酸酸化法、エポキシド法等の周知手段
によって固定化できる。医薬品は、あらかじめエチルセ
ルロース、ゼラチン等を用いてマイクロカプセル化した
ものを上記の各種周知手段によって固定化できる。

上述の通りの本発明物は、本発明方法によって確実に得
ることができる。

次に、本発明方法の諸条件について述べる。

アンモニア水の濃度はｌ規定以下が好ましく、特に口旧
〜０．０２規定が好適であり、ｐＨ値は９〜１０程度で
ある。アンモニア水の容量は対象とする前記強磁性酸化
鉄系フェライト超微粒子粉末１０ｍｇに対してｌ〜５ｍ
ｌが好ましい。

尚、アンモニアを用いているのは、加熱によって除去が
容易であり、また、中性付近ｐＨへの到達が容易で精密
なｐＨ製御を必要としないからである。

アンモニア水に前記強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子
を分散させるに当っての超音波照射は、市販の超音波発
生装置を用いて、常法に従がって２０ＫＨｚ、　３０Ｗ
程度で行えばよく、５〜２０分間程度の照射によって充
分な分散状態が得られる。

前記脂肪酸は臨界ミセル濃度程度で使用することが好ま
しく、添加容量は、オレイン酸の場合にはｌＯ〜３０　
ｍＭ　（＝２．８〜８．４１ｍｇ／ｍｌ）程度が好適で
ある。脂肪酸を加えるに当っては、前記強磁性酸化鉄系
フェライト超微粒子が分散されているアンモニア水を１
００℃以下、好ましくは９０℃程度に加熱することが望
ましく、加熱によって容易に溶解させることができると
ともに余剰のアンモニアを気化除去することができる。

尚、超音波分散を受けなかった凝集粒子が存在する場合
には、必要に応じて遠心分離によって除去すればよい。

前記リン脂質を加えるに当っては、あらかじめリン脂質
を界面活性剤水溶液に溶解して使用することが好ましく
、添加容量は、上記のアンモニア水の容量と同程度が好
適である。界面活性剤としてはオクチルグルコシド、ト
リトンＮ−１０ｔ　　（ＴｒｉｔｏｎＮ　−＋０１　：
商品名：ポリオキシエチレングリコール（９，１０）ノ
ニルフェニルエーテル：　　Ｒｈｏｍａｎｄ　Ｈａｓｓ
社製）等が好ましく、特に前者は透析による除去が容易
であるので好ましい。界面活性剤も臨界ミセル濃度程度
で使用することが好ましく、大過剰の界面活性剤は除去
に時間を要することになるのでリン脂質を可溶化するに
必要な最低量を用いるべきである。

目的物を生成させた後、ホウ酸緩衝液等を用いて透析す
ることによって過剰の脂肪酸及び界面活性剤を除去する
。

［作　用］前述の通りの構成による本発明の作用は、次の通りであ
る。

先ず、本発明物は、前記した湿式法により得られた粒径
ｌＯ〜１０圓人の強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子を
核芯としていることに起因して、各粒子の粒度や組成の
均一性と安定性に優れているのである。また、本発明物
は核芯である前記強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子の
表面に前記脂肪酸が結合しており、当該脂肪酸と前記リ
ン脂質とが疎水性結合していることに起因して、核芯と
二重；摸との間の接着力が大きいのである。尚、本発明
物には抗原活性がない。

そして、本発明物は、表面層の疎水的性質およびリン脂
質の有するアミン基等の官能基をねらう共有結合反応に
よる結合に起因して、各種生理活性物質を強固に固定化
することができるのである。

次に、本発明方法における前記強磁性酸化鉄系フェライ
ト超微粒子表面の前記脂肪酸と前記リン脂質とからなる
脂質二重膜の被覆機構について述べる。

アンモニア水中に存在する前記強磁性酸化鉄系フェライ
ト超微粒子表面は、アンモニア水のアルカリｐＨによっ
て負に荷電しアンモニア分子が吸着しており、この状態
でアンモニア水に脂肪酸が加えられると、アルカリｐＨ
であるから当該脂肪酸が容易に溶解して、脂肪酸の解離
カルボキシル基を介して超微粒子表面に結合し、更に余
剰の脂肪酸がアルキル基を介して疎水結合するものと推
定している。この場合、超音波照射によって各超微粒子
は充分分散しているので、−ヶ、−ヶの粒子毎に脂肪酸
が結合するのである。尚、脂肪酸の添加時にアンモニア
水を加熱することによって余剰のアンモニア水は気化除
去される。

このようにして前記脂肪酸を結合させた各粒子は５脂肪
酸のカルボキシル基の静電反発によって凝集が妨げられ
安定に分散状態を保つ（このときの分散液のｐＨ値は８
．５〜９前後）が、ｐＨ値が低下した場合には、脂肪酸
のカルボキシル基による静電反発力を失ない凝集し、ま
た、脂肪酸の臨界ミセル濃度以下に希釈した場合には、
凝集する。

しかし、脂肪酸を結合させた各粒子が安定に分散した状
態を保っている分散液中に、臨界ミセル濃度が低く、二
重膜形成能がある前記リン脂質を界面活性剤を用いて水
溶液化して加え、その後、界面活性剤を除去すると、当
該リン脂質は各粒子表面に結合している脂肪酸に疎水性
結合して脂質二重膜を形成するのである。このようにし
て前記脂肪酸と前記リン脂質とからなる脂質二重膜を表
面に被覆させた各粒子は極めて安定なものである。

［実施例］本発明を実施例によって説明すれば次の通りである。

実施例１湿式法によって得られた平均粒径１００人のマグネタイ
ト超微粒子粉末５０ｍｇを、０．０２規定アンモニア水
＋Ｏｒ＠ｌに加え、超音波発生装置ＴＡ−４０２１型（
海上電機■製）を用いて１０分間超音波分散処理した後
、オレイン酸１５μｌを添加し、９０℃で５分間加熱処
理する。

一方、　４００ｍＭ天然フオスファチジルコリンのクロ
ロホルム溶液１５０μｌにオクチルグルコピラノシド　
１００Ｂを添加して溶解した後、ロータリーエバポレー
ターを用いてクロロホルムを蒸発させて除去し、残留物
を水５ｎｉ１に溶解させてフオスファチジルコリン水溶
液を得る。

前記のオレイン酸を添加、溶解させたマグネタイト超微
粒子分散液に、上記のフオスファチジルコリン水溶液を
加えた後、この混合液を２０ｍＭホウ酸緩衝液（ｐＨ８
，５）　２β中で透析して過剰のオクチルグルコピラノ
シドを除去した後、超遠心分離して沈澱させて磁性粒子
３０ｍｇを得た。

こシに得られた磁性粒子は、平均粒径１８０人の均一な
粒子であり、その表面はオレイン酸とフオスファチジル
コリンとからなる脂質二重膜で被覆されていた。

実施例２湿式法によって得られた平均粒径５０人のりチュムフェ
ライト超微粒子の泥状物１０Ｂを０．０２規定アンモニ
ア水３Ｉｌｌに加え、実施例１と同じ超音波発生装置を
用いで１０分間超音波処理した後、オレイン酸３μｌを
添加し、９０℃で５分間加熱処理し、冷却後、　１００
（ＩＯＸ　ｇ　、　１０分で遠心分離して上清を得る。

一方、４００ｍＭ天然フォスファチジルコリンのベンゼ
ン溶液２０μｌと　７６ｍＭジオレオイルフオスファチ
ジルエタノールアミン２０μｌを混合し、窒素気流でベ
ンゼンを除去した後、残留物に２０ｍＭはう酸緩ｌ液（
ｐＨ９，０）　２ｍｌを加え超音波処理してリボゾーム
を得る。

また、西洋わさびペルオキシダーゼ（東洋紡・製）ＩＢ
を２０ｍＭ過ヨウ素酸ナトリウムを用いて室温で２０分
間処理した後、１ｍＭ酢酸ナトリウム（ｐＨ４，４）　
　３００ｍ１に対して４℃で一晩透析する。この酵素と
上記のりボゾームとを混合し、２％炭酸ナトリウムでｐ
Ｈ９，０として室温で２時間反応させた後、４℃に冷却
し、これに四水素化ホウ素ナトリウム水溶液（４Ｂ／ｍ
１）２５μｍを加え４℃で２時間反応させてリボゾーム
・酵素結合物を得る。

上記のりボゾーム・酵素結合物にオクチルグルコピラノ
シドを終濃度”　２５ｍＭを加えて溶解し、これを前記
の上清（オレイン酸を添加溶解したりチュウムフエライ
ト超微粒子！ＱＳ液）に加え、この混合液を２０ａ＋Ｍ
はう酸緩衝液（ｐＨ８，５）　ｌ　ｆｉに対して透析し
オクチルグルコピラノシドを除去した後、２０−５０％
ショ糖不連続密度勾配中１１０００００ｘ、８０分の超
遠心分離を行ない、２０−５０％の界面に嬌めて微細な
磁性粒子を得た。

こＮに得られた磁性粒子分散液５ｍｇは、肉眼で観察す
るとコハク色の透明体であり、電子顕微鏡（Ｘ　２４０
０００）で観察すると一ヶ、−ヶの磁性粒子が完全に分
散していることが確認できた。

また、有機溶媒（クロロホルム・メタノールｌ：１）を
用いた抽出分析によって脂質二重膜で被覆されているこ
とが確認できた。

更に、酵素活性を測定することによって前記酵素が結合
していることが確認できた。

実施例３湿式法によって得られた平均粒径５０人のりチュムフエ
ライト超微粒子の泥状物１０ｍｇを０．０２規定アンモ
ニア水３ｍｌに加え、実施例１と同じ超音波発生装置を
用いて５分間超音波処理した後、オレイン酸３μｌを添
加し、９０℃で５分間加熱処理し、冷却後、　１００Ｏ
ＯＸ　ｇ、　１０分で遠心分離して上清を得る。

一方、４００ｍＭ天然フォスファチジルコリンのベンゼ
ン溶液３０μｌにトリトン−１０１（前出）１０μｌと
アシアロガングリオシドＧＭ、（生理活性糖脂質）０．
５Ｂとを加え、窒素気流でベンゼンを除去した後、残留
物に水１ｍｌを加え溶解する。この水溶液に前記の上清
（オレイン酸を添加溶解したリチウムフェライト超微粒
子懸濁液）を加え、この混合液をｌ０ｍＭはう酸緩衝液
（ｐＨ８，５）　ｌ　Ｉ２に対して透析しトリトンＮ　
−１０１を除去する。この際、透析液にアンバーライト
ＸＡＤ−２（商品名：　Ｒｈａｍ　ａｎｄ　Ｈａｓｓ社
製）２ｇを懸濁させた。透析終了後、２０−５０％ショ
糖不連続密度勾配中＋０００００Ｘｇ、６０分の超遠心
分離を行ない、２０−５０％の界面に極めて微細な磁性
粒子を得た。

こシに得られた磁性粒子分散液５ＩＩＩｇは、肉眼で観
察するとコハク色の透明体であり、電子顕微鏡（Ｘ　２
４０００Ｇ）で観察すると一ケ、−ヶの磁性粒子が完全
に分散していることが確認できた。

また、有機溶媒（クロロホルム・メタノール１：ｌ）を
用いた抽出分析によって脂質二重膜で被覆されているこ
とが確認できた。

［発明の効果］以上説明した通りの本発明によれば、各種生理活性物質
を表面に固定化できる磁性粒子であって、粒子の均一性
と安定性とに優れたものが提供できる。

また、本発明によれば、はぼ中心部に１ケの核芯となる
超微粒子を含んだ組成的にも均一なものが提供される。

また、本発明によれば、各種生理活性物質を表面に固定
化できる磁性粒子であって、粒子の均一性と安定性とに
優れ且つ組成的にも均一なものが、簡易な操作で製造す
ることができる。

特に、本発明によれば、粒径２００Å以下という厖めで
微細なものが提供され、その表面に特定の細胞の受容体
に作用する生理活性物質を固定化して、特定の細胞に取
り込ませ、該細胞をホモジナイズし、高磁場勾配分離に
よって磁性粒子を取り込んだ小胞のみの分離を短時間で
容易且つ効率よく行なうことができるのである。従って
、例えば、本発明によって提供される磁性粒子の表面に
含ガラクトース物質を固定化させたものを用いれば、動
物の肝臓細胞のみにしか存在しない受容体に特異的結合
して、速やかに細胞内に取り込まれるから、ガラクトー
ス結合生体高分子の細胞内輸送小胞を特異的に分離し、
細胞のエンドサイト−シスの分子機構を研究することが
可能となるのである。勿論、他のたんばく質、糖類の細
胞内輸送小胞の研究にも適用できる。

尚、種々の生理的活性物質を細胞内輸送する膜小胞の特
異的な分離は、従来の方法では極めて困難であったが、
本発明によって提供される磁性粒子を用いて上記の高磁
場勾配分離による手法を採ることによって、容易に行な
うことが可能となった。

Claims

【特許請求の範囲】

１．湿式法により得られた粒径１０〜１０００Åの強磁
性酸化鉄系フェライト超微粒子の表面に脂肪酸とリン脂
質とからなる脂質二重膜が被覆されていることを特徴と
する強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子含有磁性粒子。
２．湿式法により得られた粒径１０〜１０００Åの強磁
性酸化鉄系フェライト超微粒子をアンモニア水中に超音
波を照射して分散させ、該分散液に脂肪酸を加えて溶解
させた後、続いて、界面活性剤の存在下においてリン脂
質を加えることによって、前記超微粒子の表面に脂肪酸
とリン脂質とからなる脂質二重膜を被覆させることを特
徴とする強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子含有磁性粒
子の製造法。
３．界面活性剤を用いて水溶液化したリン脂質を加える
請求項２に記載の強磁性酸化鉄系フェライト超微粒子含
有磁性粒子の製造法。