JP2007111816A - Multifunctional nanowire, method of manufacturing same, and concentration method using multifunctional nanowire - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、多機能ナノワイヤとその製造方法、並びにこの多機能ナノワイヤを用いた濃縮方法に関するものである。 The present invention relates to a multifunctional nanowire, a method for producing the same, and a concentration method using the multifunctional nanowire.
従来、医療、生体分野での多くの分析において、選択的に特定の物質を吸着する磁気ビーズが使われており、この磁気ビーズによって、たとえば、特定の物質を濃縮、精製することができる。その方法としては、まず、磁気ビーズに特定の物質を吸着させ磁場を使って固定させた後、残りの物質を洗い流す。次いで、磁気ビーズの表面から特定の物質を脱離させることでその物質を濃縮、精製することができる。このような磁気ビーズは、磁性粉末（マグネタイト等）を有機高分子で覆い、球状にしたもので、表面に抗体、タンパク質、有機物を付けたものである。 Conventionally, magnetic beads that selectively adsorb a specific substance have been used in many analyzes in the medical and biological fields. For example, a specific substance can be concentrated and purified by the magnetic beads. As the method, first, a specific substance is adsorbed on the magnetic beads and fixed using a magnetic field, and then the remaining substance is washed away. Subsequently, the substance can be concentrated and purified by desorbing the substance from the surface of the magnetic beads. Such a magnetic bead is obtained by covering a magnetic powder (magnetite or the like) with an organic polymer and making it spherical, and has an antibody, protein, or organic substance attached to the surface.
しかしながら、磁気ビーズは、その形状から表面に一種類の物質しか付けることができず単機能であったため、より最良のものへの検討が依然として進められていた。 However, since the magnetic beads have a single function because only one kind of substance can be attached to the surface due to their shape, the study of the best ones has been in progress.
また、従来よりニッケルや金などのナノワイヤに有機物を結合させることは知られている（たとえば、非特許文献１〜３参照）が、医療、生体分野への応用のためには十分なものとはいえなかった。
そこで、本願発明は、以上のとおりの背景よりなされたものであって、医療、生体分野で利用可能であり、複数の種類の物質を化学的、物理的に付けることができる多機能ナノワイヤとその製造方法、この多機能ナノワイヤを用いた濃縮方法を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention has been made based on the background as described above, and can be used in the medical and biological fields, and a multifunctional nanowire capable of chemically and physically attaching a plurality of types of substances and its It is an object to provide a production method and a concentration method using the multifunctional nanowire.
本願発明は、上記の課題を解決するものとして、以下のことを特徴としている。
＜１＞ 鉄を主成分とする直径３００ｎｍ以下、長さ３００μｍ以下のナノワイヤの表面に有機物が結合されていることを特徴とする多機能ナノワイヤ。
＜２＞ 少なくとも鉄を含む複数種の金属が長手方向に交互に並んで形成されている、鉄を主成分とする直径３００ｎｍ以下、長さ３００μｍ以下のナノワイヤの表面に有機物が結合されていることを特徴とする多機能ナノワイヤ。
＜３＞ エポキシ基、ビニル基、アミノ基およびカルボキシ基のうちの少なくともいずれかの官能基がナノワイヤの表面に導入されており、その官能基に有機物が結合されていることを特徴とする上記＜１＞または＜２＞に記載の多機能ナノワイヤ。
＜４＞ 官能基としてエポキシ基、ビニル基、アミノ基またはカルボキシ基を持つシランカップリング剤で表面処理されて、官能基がナノワイヤの表面に導入されていることを特徴とする上記＜３＞に記載の多機能ナノワイヤ。
＜５＞ 有機物は、蛍光物質、一本鎖ＤＮＡ、モノクロナーム抗体、ケモカイン、デキストラン、ポリ乳酸、ポリスチレン、ポリ−Ｌ−リジン、またはポリエチレンイミンである
ことを特徴とする上記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の多機能ナノワイヤ。
＜６＞ 複数種の有機物が結合されていることを特徴とする＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の多機能ナノワイヤ。
＜７＞ 陽極酸化ポーラスアルミナのナノポーラス内に鉄を電解析出してこの陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型としたナノワイヤを形成した後、前記陽極酸化ポーラスアルミナを溶かしてナノワイヤを取り出し、そのナノワイヤの表面に有機物を結合させることを特徴とする多機能ナノワイヤの製造方法。
＜８＞ 陽極酸化ポーラスアルミナのナノポーラス内に少なくとも鉄を含む複数種の金属を交互に電解析出してこの陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型としたナノワイヤを形成した後、前記陽極酸化ポーラスアルミナを溶かしてナノワイヤを取り出し、そのナノワイヤの表面に有機物を結合させることを特徴とする多機能ナノワイヤの製造方法。
＜９＞ 陽極酸化ポーラスアルミナの一部を溶かしてナノワイヤの一部を晒し、その晒した表面に有機物を結合させることを特徴とする上記＜７＞または＜８＞に記載の多機能ナノワイヤの製造方法。
＜１０＞ ナノワイヤの一部が晒され他部分がナノポーラス内に残されて陽極酸化ポーラスアルミナに固定されているナノワイヤを磁場中に配置し、磁化させることでナノワイヤ同士を相互に反発させて有機物を結合させるようにしたことを特徴とする上記＜９＞に記載の多機能ナノワイヤの製造方法。
＜１１＞ 上記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の多機能ナノワイヤを用いて特定物質を選択的に集めて濃縮することを特徴とする濃縮方法。
＜１２＞ 多機能ナノワイヤで特定物質を選択的に集めた後、この多機能ナノワイヤを磁場で固定して回収するようにしたことを特徴とする上記＜１１＞に記載の濃縮方法。
The present invention is characterized by the following in order to solve the above problems.
<1> A multifunctional nanowire characterized in that an organic substance is bonded to the surface of a nanowire having a diameter of 300 nm or less and a length of 300 μm or less mainly composed of iron.
<2> Organic substances are bonded to the surface of nanowires having a diameter of 300 nm or less and a length of 300 μm or less, which are mainly composed of iron, in which a plurality of types of metals including at least iron are alternately arranged in the longitudinal direction. Multifunctional nanowire characterized by
<3> At least any one of an epoxy group, a vinyl group, an amino group, and a carboxy group is introduced on the surface of the nanowire, and an organic substance is bonded to the functional group. The multifunctional nanowire according to 1> or <2>.
<4> The above <3>, wherein the surface is treated with a silane coupling agent having an epoxy group, vinyl group, amino group or carboxy group as a functional group, and the functional group is introduced on the surface of the nanowire. The multifunctional nanowire described.
<5> The above <1> to <4, wherein the organic substance is a fluorescent substance, single-stranded DNA, monoclonal antibody, chemokine, dextran, polylactic acid, polystyrene, poly-L-lysine, or polyethyleneimine. > The multifunctional nanowire according to any one of
<6> The multifunctional nanowire according to any one of <1> to <5>, wherein a plurality of types of organic substances are bonded.
<7> Electrodepositing iron into the nanoporous anodized porous alumina to form a nanowire using the anodized porous alumina as a template, then dissolving the anodized porous alumina and taking out the nanowire, and organic matter on the surface of the nanowire A method for producing a multifunctional nanowire, wherein
<8> A plurality of types of metals including at least iron are alternately electrolytically deposited in nanoporous anodic porous alumina to form nanowires using the anodic porous alumina as a template, and then the anodic porous alumina is dissolved to form nanowires. And a method for producing a multifunctional nanowire, wherein an organic substance is bonded to the surface of the nanowire.
<9> The production of a multifunctional nanowire according to <7> or <8>, wherein a part of the anodized porous alumina is dissolved to expose a part of the nanowire, and an organic substance is bonded to the exposed surface. Method.
<10> The nanowires, in which part of the nanowires are exposed and the other parts are left in the nanoporous and fixed to the anodized porous alumina, are placed in a magnetic field and magnetized to repel each other and repel organic matter. The method for producing a multifunctional nanowire according to <9>, wherein the multifunctional nanowire is bonded.
<11> A concentration method comprising selectively collecting and concentrating a specific substance using the multifunctional nanowire according to any one of <1> to <6>.
<12> The concentration method according to the above <11>, wherein after the specific substance is selectively collected with the multifunctional nanowire, the multifunctional nanowire is fixed and recovered with a magnetic field.
本願発明の多機能ナノワイヤは、強磁性体のナノワイヤの表面に複数種の物質を付けることが可能となる。また、このナノワイヤは異方性の形状であるため、同じ材質で同じ体積の磁気ビーズよりも磁化が大きいという性質を持っているため、医療、生体分野への応用を広げ、医療などにも使用することが可能である。さらに、本願発明の多機能ナノワイヤは複数種の有機物を結合させることができる。このため、たとえば蛍光物質などのマーカーと抗体とをひとつのナノワイヤに付け、これまで磁気ビーズでは不可能であったマーカー付きの抗体を作ることも可能となる。また、複数の抗体を付けることで選択性を増すことも可能である。 The multifunctional nanowire of the present invention can attach a plurality of kinds of substances to the surface of the ferromagnetic nanowire. In addition, since this nanowire has an anisotropic shape, it has the property that its magnetization is larger than magnetic beads of the same material and volume, so it can be used in medical and biological fields and used in medicine, etc. Is possible. Furthermore, the multifunctional nanowire of the present invention can bind a plurality of types of organic substances. For this reason, for example, it is possible to attach a marker such as a fluorescent substance and an antibody to one nanowire to produce an antibody with a marker that has been impossible with magnetic beads. It is also possible to increase selectivity by attaching a plurality of antibodies.
本願発明は上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態について説明する。 The present invention has the features as described above, and an embodiment thereof will be described below.
本願発明の多機能ナノワイヤは、直径３００ｎｍ以下、長さ３００μｍ以下のナノワイヤの表面に有機物が結合されている。そして、このナノワイヤは鉄を主成分として形成されている。ここで、鉄を主成分として形成されているとは、鉄がナノワイヤ全体に対して重量比で５０％以上であることを言い、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上である。鉄は強磁性体であるため磁場による操作が可能であり、また人体への影響が小さいため、鉄を主成分とする多機能ナノワイヤは医療、生体分野で利用することができる。なお、このナノワイヤは、少なくとも鉄を含む複数種の金属が長手方向に交互に並んで形成されていてもよい。鉄以外の金属としては、たとえば、金、銅、鉛などが挙げられるが、医療、生体分野での利用を考慮すると金であることが好ましい。 In the multifunctional nanowire of the present invention, an organic substance is bonded to the surface of the nanowire having a diameter of 300 nm or less and a length of 300 μm or less. And this nanowire is formed mainly with iron. Here, being formed with iron as a main component means that iron is 50% or more by weight with respect to the whole nanowire, preferably 70% or more, and more preferably 90% or more. Since iron is a ferromagnetic material, it can be operated by a magnetic field, and since it has little influence on the human body, multifunctional nanowires mainly composed of iron can be used in the medical and biological fields. The nanowire may be formed by alternately arranging a plurality of types of metals including at least iron in the longitudinal direction. Examples of the metal other than iron include gold, copper, and lead, and gold is preferable in consideration of use in the medical and biological fields.
また、本願発明における有機物は、ナノワイヤの表面に化学的に結合されていてもよいし、物理的に付着して直接固定されて結合されていてもよい。あるいは、エポキシ基、ビニル基、アミノ基およびカルボキシル基のうちの少なくともいずれかの官能基をナノワイ
ヤの表面に導入し、その官能基に有機物を結合させるようにしてもよい。ナノワイヤ表面への官能基の導入は、たとえば、官能基としてエポキシ基、ビニル基、アミノ基またはカルボキシ基を持つシランカップリング剤でナノワイヤを表面処理して、前記官能基をナノワイヤの表面に導入することが考慮される。
Moreover, the organic substance in the present invention may be chemically bonded to the surface of the nanowire, or may be physically attached and directly fixed and bonded. Alternatively, a functional group of at least one of an epoxy group, a vinyl group, an amino group, and a carboxyl group may be introduced on the surface of the nanowire, and an organic substance may be bonded to the functional group. The introduction of the functional group on the surface of the nanowire is performed by, for example, treating the nanowire with a silane coupling agent having an epoxy group, a vinyl group, an amino group or a carboxy group as the functional group, and introducing the functional group onto the surface of the nanowire. It is considered.
本願発明においてナノワイヤに結合される有機物としては、蛍光物質、タンパク質、核酸、または生分解性ポリマーや多糖類などの各種の高分子が例示され、特に限定されるものではない。本願発明では、蛍光物質、一本鎖ＤＮＡ、モノクロナーム抗体、ケモカイン、デキストラン、ポリ乳酸、ポリスチレン、ポリ−Ｌ−リジン、ポリエチレンイミンなどが好適なものとして考慮される。そして、これら複数種の有機物がナノワイヤ表面に結合されていてもよい。 Examples of the organic substance bonded to the nanowire in the present invention include fluorescent substances, proteins, nucleic acids, and various polymers such as biodegradable polymers and polysaccharides, and are not particularly limited. In the present invention, fluorescent materials, single-stranded DNA, monoclonal antibodies, chemokines, dextrans, polylactic acid, polystyrene, poly-L-lysine, polyethyleneimine, and the like are considered suitable. These plural kinds of organic substances may be bonded to the nanowire surface.
次に、本願発明の多機能ナノワイヤの製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the multifunctional nanowire of this invention is demonstrated.
まず、シュウ酸や硫酸などの電解液中でアルミニウムを陽極酸化してその表面に細孔が形成された陽極酸化ポーラスアルミナ作製する。そして、この陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型として、ナノポーラス内に鉄を電解析出により充填しナノワイヤを形成する。アルミニウムの表面に形成された細孔の孔径や長さは、電解液の組成や電流密度、電解時間等を適宜に設定することで孔径３００ｎｍ以下、長さ３００μｍ以下に制御することができ、得られるナノワイヤについてその直径が３００ｎｍ以下、長さ３００μｍ以下のものを作製することができる。それぞれの下限値は、製法の観点から、直径が約１０ｎｍ、長さが約１μｍである。なお、鉄を含む複数種の金属を交互に電解析出させることで、鉄とそれ以外の金属とが長手方向に交互に並んだナノワイヤを形成することができる。鉄以外の金属としては、たとえば、金、銅、鉛などを例示することができる。 First, anodized porous alumina in which pores are formed on its surface by anodizing aluminum in an electrolyte such as oxalic acid or sulfuric acid is prepared. Then, using this anodized porous alumina as a template, the nanoporous is filled with iron by electrolytic deposition to form a nanowire. The pore diameter and length of the pores formed on the surface of aluminum can be controlled to a pore diameter of 300 nm or less and a length of 300 μm or less by appropriately setting the composition, current density, electrolysis time, etc. of the electrolytic solution. A nanowire having a diameter of 300 nm or less and a length of 300 μm or less can be produced. Each lower limit has a diameter of about 10 nm and a length of about 1 μm from the viewpoint of the production method. Note that a nanowire in which iron and other metals are alternately arranged in the longitudinal direction can be formed by alternately electrolytically depositing a plurality of types of metals including iron. Examples of metals other than iron include gold, copper, and lead.
形成したナノワイヤは、非常に弱い酸またはアルカリで陽極酸化ポーラスアルミナを溶かすことで取り出すことができる。 The formed nanowire can be taken out by dissolving the anodized porous alumina with a very weak acid or alkali.
ナノワイヤ表面に有機物を結合させる方法としては各種の方法が考慮される。たとえば、後述する実施例の場合では、有機物（蛍光物質：hematoporphyrin）が添加されたエタ
ノール中にナノワイヤを浸漬させることにより、この有機物を結合させることができる。あるいは、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤でナノワイヤを表面処理して有機物を結合させるようにしてもよい。
Various methods are considered as a method for bonding an organic substance to the nanowire surface. For example, in the case of Examples described later, this organic substance can be bonded by immersing the nanowire in ethanol to which the organic substance (fluorescent substance: hematoporphyrin) is added. Alternatively, the nanowire may be surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent to bind the organic substance.
なお、本願発明は、ナノワイヤ表面の一部に有機物を結合させることができる。たとえば、陽極酸化ポーラスアルミナの一部を溶かしてナノワイヤの一部を晒し、他部分のナノワイヤがナノポーラス内に充填された状態で浸漬させることにより、晒されたナノワイヤの表面に有機物を結合させることができる。このとき、ナノワイヤの一部が晒され他部分がナノポーラス内に残されて陽極酸化ポーラスアルミナにナノワイヤが固定されている状態で、このナノワイヤを磁場中に配置して磁化させるようにしてもよい。これによって、ナノワイヤ同士が相互に反発することになり、ナノワイヤの表面に有機物をより均一に結合させることができる。 In the present invention, an organic substance can be bonded to a part of the nanowire surface. For example, by dissolving a part of the anodized porous alumina, exposing a part of the nanowire, and immersing the nanowire in the other part filled in the nanoporous, an organic substance is bonded to the surface of the exposed nanowire. it can. At this time, in a state where a part of the nanowire is exposed and the other part is left in the nanoporous and the nanowire is fixed to the anodized porous alumina, the nanowire may be placed in a magnetic field and magnetized. As a result, the nanowires repel each other, and the organic substance can be more uniformly bonded to the surface of the nanowire.
本願発明は、多機能ナノワイヤを用いて特定物質を選択的に集めて濃縮する方法をも提供する。本願発明の多機能ナノワイヤは、その表面に結合された有機物によって特定の物質を選択的に物理的または化学的に吸着することができる。さらに、強磁性体である鉄を主成分とするため、容易に磁場によりその運動を制御することが可能である。異方性の大きい（つまり、長さ／直径が約１０００である）ため、反磁場係数が長手方向を０とすると他の２方向は１／２ずつである。球の場合は各方向等しく１／３である。そのため、磁場中に同じ体積の鉄の球とナノワイヤを置いた場合、ナノワイヤには球に比べ遥かに強い
磁気力が作用する。また、ナノワイヤは断面積が小さいため、たとえば血管中を移動する場合でも、流れから受ける抵抗は小さくなる。このようにナノワイヤは磁気ビーズよりも磁場による運動の制御が容易である。
The present invention also provides a method for selectively collecting and concentrating specific substances using multifunctional nanowires. The multifunctional nanowire of the present invention can selectively physically or chemically adsorb a specific substance by an organic substance bonded to the surface thereof. Further, since iron, which is a ferromagnetic material, is used as a main component, its movement can be easily controlled by a magnetic field. Since the anisotropy is large (that is, the length / diameter is about 1000), when the demagnetizing factor is 0 in the longitudinal direction, the other two directions are ½ each. In the case of a sphere, each direction is equal to 1/3. Therefore, when iron spheres and nanowires of the same volume are placed in a magnetic field, a much stronger magnetic force acts on the nanowires than the spheres. Further, since the nanowire has a small cross-sectional area, for example, even when moving in a blood vessel, the resistance received from the flow is small. Thus, the nanowire is easier to control the movement by the magnetic field than the magnetic bead.
以上のことから、溶液中に多機能ナノワイヤを分散させ、その表面に選択的に物質を吸着させた後に、その溶液に磁場をかけることで、多機能ナノワイヤを効率よく回収することができる。磁場を使った回収方法としては、開放型磁気分離装置や高勾配磁気分離装置が工業的にすでに使用されているため、ナノワイヤのような微小な強磁性体に対してこれらの方法の最適化を行えば効率よく回収することが可能である。回収されたナノワイヤの表面についた物質は、ｐＨ、温度等の環境を変えたり、簡単な化学反応により、ナノワイヤの表面から脱離させる。脱離させた後再びナノワイヤをその溶液から磁場によって回収することによって、残った溶液内には分離された物質が濃縮されて残る。このような多機能ナノワイヤを用いた分離濃縮方法は、ナノワイヤの多機能性と磁化の大きさによって、磁気ビーズに比べて更に効率のよい分離濃縮が実現できる。 From the above, the multifunctional nanowires can be efficiently recovered by dispersing the multifunctional nanowires in the solution, selectively adsorbing the substance on the surface, and applying a magnetic field to the solution. As recovery methods using magnetic fields, open magnetic separators and high gradient magnetic separators have already been used industrially, so these methods should be optimized for micro ferromagnets such as nanowires. If this is done, it can be collected efficiently. The collected substance on the surface of the nanowire is desorbed from the surface of the nanowire by changing the environment such as pH and temperature or by a simple chemical reaction. After the desorption, the nanowire is again recovered from the solution by a magnetic field, so that the separated substance is concentrated and remains in the remaining solution. Such a separation / concentration method using multifunctional nanowires can realize separation / concentration more efficiently than magnetic beads depending on the multifunctionality of nanowires and the magnitude of magnetization.
以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。 Hereinafter, examples will be shown and described in more detail. Of course, the present invention is not limited by the following examples.
＜実施例１＞
高純度アルミニウムシートをアセトンで洗浄後、室温、４０Ｖで０．３規定のシュウ酸中で陽極酸化を行なった。これにより直径５０ｎｍの孔をアルミニウムシートに三角格子上状に開けることができた。次に、この孔が形成されたアルミニウムシート（陽極酸化ポーラスアルミナ）を電極として５０Ｈｚ、２８Ｖで電解析出を行った。電解液は硫酸鉄とホウ酸の水溶液である。これにより、図１に示すように、鉄がナノポーラス内に析出し、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型としてナノワイヤが作製された。
<Example 1>
The high purity aluminum sheet was washed with acetone, and then anodized in 0.3 N oxalic acid at room temperature and 40 V. As a result, holes having a diameter of 50 nm could be formed on the aluminum sheet in a triangular lattice shape. Next, electrolytic deposition was performed at 50 Hz and 28 V using the aluminum sheet (anodized porous alumina) in which the holes were formed as an electrode. The electrolyte is an aqueous solution of iron sulfate and boric acid. As a result, as shown in FIG. 1, iron was precipitated in the nanoporous material, and nanowires were produced using anodic porous alumina as a template.
次に、ポーラスアルミナを溶かしナノワイヤを取り出した。ナノワイヤは直径３０ｎｍ、長さ約１０μｍであった。これをエタノールに懸濁させた後、エタノールに溶かした蛍光物質（Hematoporphrin）を添加して攪拌後約一日放置した。洗浄後、乾燥させてから蛍光顕微鏡で確認したところ、ナノワイヤが蛍光を発していることが確認できた。図２は蛍光顕微鏡によるナノワイヤの観察写真である。ナノワイヤが青い蛍光を発していることがわかる。図３は、ナノワイヤの表面に蛍光物質が結合した状態を示す概念図である。
＜実施例２＞
実施例１と同様にしてナノポーラス内にナノワイヤを形成した後、図４に示すように、ナノワイヤの上半分程度が露出するように陽極酸化ポーラスアルミナを溶かした。これをエタノールで洗浄して、さらにエタノールに浸した後、エタノールに溶かした蛍光物質を添加して攪拌後約一日放置した。エタノールを除いてから、残ったポーラスアルミナを溶かし、ナノワイヤを取り出して蛍光顕微鏡で観察した。ナノワイヤの長さの約半分から蛍光を発していることが確認できた。より詳細に観察すると、蛍光にむらがあることが分かった。これは、露出したナノワイヤが直立せず周囲のナノワイヤと接触し蛍光物質が均一に付かなかったためと思われる。
＜実施例３＞
蛍光物質を付ける操作を磁場中で行った以外は、実施例２と同様にして多機能ナノワイヤを作製した。この多機能ナノワイヤを観察したところ、実施例２で作製した多機能ナノワイヤに比べて蛍光のむらは減っていた。この結果は、磁場によってナノワイヤ同士が反発し、ナノワイヤ間に隙間ができて蛍光物質が均一に付いたことを示している。
＜実施例４＞
実施例２で作製した上半分が露出しているナノワイヤの表面処理のため、等圧滴下漏斗に脱水トルエン５０ｍｌをとり５ｍｌのアミノ基を持つシランカップリング剤を添加した
。次いで、三口フラスコに乾燥させたナノワイヤ５ｍｇ及び５ｍｌのトリエチルアミンを添加して窒素雰囲気下で４８時間攪拌した。その後、遠心分離や磁場による分離によってデカンデーション後、トルエン、テトラヒドロフラン、メタノールで洗浄した。洗浄後、減圧乾燥し、アミノ基を表面に付けたナノワイヤを得た。図５はナノワイヤの上半分にアミノ基が結合された状態を示している。
Next, the porous alumina was melted and the nanowire was taken out. The nanowire was 30 nm in diameter and about 10 μm long. This was suspended in ethanol, a fluorescent substance (Hematoporphrin) dissolved in ethanol was added, and the mixture was allowed to stand for about a day after stirring. After washing and drying, it was confirmed with a fluorescence microscope that nanowires were emitting fluorescence. FIG. 2 is an observation photograph of nanowires using a fluorescence microscope. It can be seen that the nanowire emits blue fluorescence. FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a state in which a fluorescent substance is bonded to the surface of the nanowire.
<Example 2>
After nanowires were formed in the nanoporous in the same manner as in Example 1, anodized porous alumina was dissolved so that the upper half of the nanowires were exposed as shown in FIG. This was washed with ethanol, further immersed in ethanol, a fluorescent substance dissolved in ethanol was added, and the mixture was stirred for about one day. After removing ethanol, the remaining porous alumina was dissolved, the nanowires were taken out and observed with a fluorescence microscope. It was confirmed that fluorescence was emitted from about half of the length of the nanowire. When observed in more detail, it was found that the fluorescence was uneven. This is probably because the exposed nanowires did not stand upright and contacted the surrounding nanowires, and the fluorescent material was not uniformly applied.
<Example 3>
A multifunctional nanowire was produced in the same manner as in Example 2 except that the operation of attaching the fluorescent material was performed in a magnetic field. When this multifunctional nanowire was observed, the unevenness of fluorescence was reduced as compared with the multifunctional nanowire produced in Example 2. This result shows that the nanowires repel each other due to the magnetic field, and a gap is formed between the nanowires, so that the fluorescent material is uniformly attached.
<Example 4>
For the surface treatment of the nanowire with the upper half exposed in Example 2, 50 ml of dehydrated toluene was added to an isobaric dropping funnel and 5 ml of a silane coupling agent having an amino group was added. Next, 5 mg of dried nanowire and 5 ml of triethylamine were added to the three-necked flask, and the mixture was stirred for 48 hours under a nitrogen atmosphere. Thereafter, decantation was performed by centrifugation or separation by a magnetic field, followed by washing with toluene, tetrahydrofuran, or methanol. After washing, drying was performed under reduced pressure to obtain nanowires having amino groups attached to the surface. FIG. 5 shows a state in which an amino group is bonded to the upper half of the nanowire.
このアミノ基に蛍光物質、一本鎖ＤＮＡ、モノクロナール抗体、ケモカイン、デキストラン、ポリ乳酸、ポリスチレンなどの有機物を付けることは通常の有機化学反応により問題なくできることが確認された。この概念図を図６に示す。 It was confirmed that organic substances such as a fluorescent substance, single-stranded DNA, monoclonal antibody, chemokine, dextran, polylactic acid, and polystyrene can be attached to this amino group without problems by ordinary organic chemical reaction. This conceptual diagram is shown in FIG.
また、残りの陽極酸化ポーラスアルミナを溶かし、ナノワイヤの下半分に別の有機物を結合させることができることを確認した。この概念図を図７に示す。
＜実施例５＞
官能基としてエポキシ基、ビニル基またはカルボキシル基を持つカップリング剤を用いた場合でも、実施例４と同様の操作により、前記官能基をナノワイヤの表面に付けることが可能であることが確認された。
In addition, it was confirmed that the remaining anodized porous alumina was dissolved and another organic substance could be bonded to the lower half of the nanowire. This conceptual diagram is shown in FIG.
<Example 5>
Even when a coupling agent having an epoxy group, vinyl group or carboxyl group as a functional group was used, it was confirmed that the functional group could be attached to the surface of the nanowire by the same operation as in Example 4. .
Claims (12)
12. The concentration method according to claim 11, wherein after the specific substance is selectively collected with the multifunctional nanowire, the multifunctional nanowire is recovered by being fixed with a magnetic field.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007478A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | National Institute For Materials Science | Method for controlling position of medicine for extending neurofiber |
| JP2009161427A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-23 | National Institute For Materials Science | NANOSCALE pH SENSOR |
| JP2010203875A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | National Institute For Materials Science | Surface increasing raman scattering reactive nanoscale ph sensor |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11246300A (en) * | 1997-10-30 | 1999-09-14 | Canon Inc | Titanium nano fine wire, production of titanium nano fine wire, structural body, and electron-emitting element |
| JP2001279305A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Osaka Gas Co Ltd | Iron-based nanometer scale acicular body and its production method |
| JP2003025298A (en) * | 2001-05-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | Structure having pore and its manufacturing method |
| JP2004269987A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Japan Science & Technology Agency | Method of producing metal nanowire |
| JP2004532133A (en) * | 2001-03-30 | 2004-10-21 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア | Method for assembling nanostructures and nanowires and device assembled therefrom |
| JP2005052956A (en) * | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Canon Inc | Nano-structure, and method of manufacturing the same |
| JP2005059125A (en) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Canon Inc | Nano-structure and manufacturing method thereof |
-
2005
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11246300A (en) * | 1997-10-30 | 1999-09-14 | Canon Inc | Titanium nano fine wire, production of titanium nano fine wire, structural body, and electron-emitting element |
| JP2001279305A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Osaka Gas Co Ltd | Iron-based nanometer scale acicular body and its production method |
| JP2004532133A (en) * | 2001-03-30 | 2004-10-21 | ザ・リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・カリフォルニア | Method for assembling nanostructures and nanowires and device assembled therefrom |
| JP2003025298A (en) * | 2001-05-11 | 2003-01-29 | Canon Inc | Structure having pore and its manufacturing method |
| JP2004269987A (en) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Japan Science & Technology Agency | Method of producing metal nanowire |
| JP2005052956A (en) * | 2003-08-07 | 2005-03-03 | Canon Inc | Nano-structure, and method of manufacturing the same |
| JP2005059125A (en) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Canon Inc | Nano-structure and manufacturing method thereof |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008007478A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | National Institute For Materials Science | Method for controlling position of medicine for extending neurofiber |
| JP2009161427A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-23 | National Institute For Materials Science | NANOSCALE pH SENSOR |
| JP2010203875A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | National Institute For Materials Science | Surface increasing raman scattering reactive nanoscale ph sensor |
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