JP2002139495A

JP2002139495A - トレーサー分析用蛍光体ビーズ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002139495A
Application number: JP2000337219A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kijima; 直人木島
Original assignee: Kasei Optonix Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Kasei Optonix Ltd; Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2000-11-06
Publication date: 2002-05-17

Abstract

(57)【要約】【課題】トレーサー分析系に適した球形中空粒子又は
中実粒子からなる蛍光体ビーズ及びその製造方法を提供
しようとするものである。【解決手段】有機物質、又は、これと反応する反応体
のいずれか一方を放射性標識物質に固定し、他方を蛍光
体ビーズに固定し、前記有機物質と前記反応体との結合
を利用して前記有機物質、前記反応体、又は、前記反応
を阻害する物質を定量するトレーサー分析法に使用する
蛍光体ビーズにおいて、前記蛍光体ビーズが球状若しく
はほぼ球状の中空状粒子か、中実状粒子であり、特定の
中央粒径を有するトレーサー分析用蛍光体ビーズであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジオイムノアッ
セイ等のトレーサー分析法に放射性標識物質とともに使
用する蛍光体ビーズ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】医療分野や工業技術分野において、抗
原、抗体、ホルモン、代謝基質、酵素、薬剤などの微量
の有機物質の存在を検出する必要がある。このような微
量の有機物質を検出するために生物化学的分析法がいろ
いろ開発されている。その中でも代表的な分析法とし
て、有機物質と、該有機物質と生化学的に特異的に反応
する反応体のいずれかに標識物質（トレーサー）を固定
して有機物質と反応体との結合を検知するトレーサー分
析法がある。放射性標識免疫検定法（ラジオイムノアッ
セイ）はその代表的なものである。

【０００３】放射性標識免疫検定法は、標的となる特定
の抗原（Ａｇ）と抗体（Ａｂ）とが特異的に結合する性
質を利用し、抗原（Ａｇ）とこれに標識物質（トレーサ
ー）を固定した一定量の抗原（Ａｇ^*）との混合物に一
定量の抗体（Ａｂ）を加えてインキュベートすると、抗
原抗体反応によりＡｇ−Ａｂ（非標識結合体）とＡｇ^*
−Ａｂ（標識結合体）が形成される。その際抗体（Ａ
ｂ）の量を相対的に抗原（Ａｇ＋Ａｇ^*）の量よりも少
量にしておくと、（Ａｇ）と（Ａｇ^*）とが競合して抗
体（Ａｂ）と結合するため、Ａｇ−Ａｂ（非標識結合
体）とＡｇ^*−Ａｂ（標識結合体）との割合は（Ａｇ）
の量に依存する。そこで、結合体と遊離の（Ａｇ^*）を
分離して標識結合体（Ａｇ^*−Ａｂ）の標識物質（トレ
ーサー）の量を測定し、既知量の抗原（Ａｇ）を用いて
標識物質（トレーサー）の量と抗原（Ａｇ）の量の関係
を予め求めておいた検量線に前記の測定値を当てはめて
未知試料中の抗原（Ａｇ）の量を決定する。

【０００４】これらの方法に用いる標識物質（トレーサ
ー）は、放射性同位元素（ＲＩ）を使用したり、ＲＩと
蛍光物質を併用する。標識物質として放射性同位元素を
単独で用いる場合は、Ａｇ^*−Ａｂ（標識結合体）から
の放射線をシンチレーションカウンターなどの放射線検
出器を用いて測定する。

【０００５】また、標識物質（トレーサー）として、Ｒ
Ｉと蛍光物質を併用する場合は、抗原（Ａｇ）と抗体
（Ａｂ）のいずれか一方にＲＩを、他方に蛍光物質を固
定し、抗原抗体の結合体から発する蛍光を光電子増倍管
やＣＣＤカメラなどの光検出器で測定する。

【０００６】これらの反応は液体中で進行する。ＲＩの
種類にもよるが、液体中ではその放射線の飛程距離がよ
り短くなるため、ＲＩに極めて近接した位置に蛍光物質
が存在するときに蛍光を検出することができる。即ち、
抗原と抗体の結合体からの蛍光は検出されるが、ＲＩで
標識化された抗原又は抗体とは未結合の抗原又は抗体に
固定された蛍光物質は、液体中ではＲＩから放射線を受
けても、その蛍光は検出されない。そのため、従来のラ
ジオイムノアッセイのように抗原抗体結合体と未結合体
を分離する必要はない。

【０００７】ところで、一般に蛍光物質は、蛍光体原料
粉末を混合してるつぼなどの焼成容器に入れて高温で長
時間加熱し固相反応を起こさせ、その後、ボールミルな
どで微粒子に粉砕し分級して蛍光体粒子を製造してき
た。このような方法では、平均粒径が２μｍを超える大
きさで、その形状も板状、柱状、破砕状などの不定形粒
子しか製造することができず、それらの粒子が複数凝集
した塊状の粗粒子も相当量混在する。そして、これらの
粒子は中実状粒子となるため、粒子の比重は蛍光体の真
比重と同じで、相当に大きな値を有することになる。

【０００８】このような蛍光体粒子をトレーサー分析用
の蛍光体ビーズとして使用すると、蛍光体ビーズが不定
形であるため、蛍光体ビーズ上に抗原、抗体等の被測定
有機物質又はこれとの反応体を十分な量で均一に被覆す
ることが難しく、また、抗原、抗体等の反応系において
蛍光体ビーズを均一に分散させることが難しい。その結
果、均一な反応が阻害され、分析精度を低下させる要因
となっていた。

【０００９】さらに、ハイスループット新薬スクリーニ
ングシステムなど、多数の反応セルを用いて複数の被測
定対象の試料を同時に反応させ、新薬などのサーベイを
行う場合、被測定有機物質やその反応体を被覆（固定）
した蛍光体ビーズのスラリーを予め用意し、複数の反応
セルに順次一定量づつ分注することになる。この分注操
作には一定の時間が必要である。蛍光体ビーズの比重が
大きいと、分注操作を終了して攪拌操作に移行する前
に、蛍光体ビーズが沈降を開始するため、複数の反応セ
ル間で蛍光体ビーズ濃度にひらきが生じ、測定精度を低
下させる要因となる。これを避けるためには、反応セル
中の液を攪拌しながら分注操作を行う必要があり極めて
煩雑であった。また、予め調製された蛍光体ビーズのス
ラリーから、複数の反応セルに順次分注している間にも
該スラリー中で蛍光体ビーズの沈降が起こり、同一量の
スラリーを分注しても、各サンプル間で分取した蛍光体
の含有量に差が生じ測定精度を低下させる要因の一つと
なっていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、前
記の問題点を解消し、前記のトレーサー分析系に適した
球形若しくはほぼ球形の蛍光体ビーズ及びその製造方法
を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記の構成を
採用するごとにより、上記の課題の解決に成功した。 (1) 有機物質、又は、これと反応する反応体のいずれか
一方を放射性標識物質に固定し、他方を蛍光体ビーズに
固定し、前記有機物質と前記反応体との結合を利用して
前記有機物質、前記反応体、又は、前記反応を阻害する
物質を定量するトレーサー分析法に使用する蛍光体ビー
ズにおいて、前記蛍光体ビーズが球形若しくはほぼ球形
の中空状粒子であり、その中央粒径が０．０１〜１０μ
ｍの範囲にあることを特徴とするトレーサー分析用蛍光
体ビーズ。 (2) 前記中空状粒子は、その中央粒径が０．０２〜８．
０μｍの範囲にあることを特徴とする前記(1) 記載のト
レーサー分析用蛍光体ビーズ。

【００１２】(3) 有機物質、又は、これと反応する反応
体のいずれか一方を放射性標識物質に固定し、他方を蛍
光体ビーズを固定し、前記有機物質と前記反応体との結
合を利用して前記有機物質、前記反応体、又は、前記反
応を阻害する物質を定量するトレーサー分析法に使用す
る蛍光体ビーズにおいて、前記蛍光体ビーズが球形若し
くはほぼ球形の中実状粒子であり、その中央粒径が０．
０１〜８μｍの範囲にあることを特徴とするトレーサー
分析用蛍光体ビーズ。 (4) 前記中実状粒子は、その中央粒径が０．０２〜２．
０μｍの範囲にあることを特徴とする前記(3) 記載のト
レーサー分析用蛍光体ビーズ。

【００１３】(5) 前記蛍光体ビーズの最大径と最小径と
の比が１．０〜１．２の範囲にあることを特徴とする前
記(1) 〜(4) のいずれか１つに記載のトレーサー分析用
蛍光体ビーズ。 (6) 前記蛍光体ビーズの中空容積が、ビーズ全体の１５
〜８５容積％の範囲にあることを特徴とする前記(1)(2)
及び(5) のいずれか１つに記載のトレーサー分析用蛍光
体ビーズ。

【００１４】(7) 前記蛍光体ビーズが金属酸化物母体か
らなることを特徴とする前記(1) 〜(6) のいずれか１つ
に記載の免疫分析用蛍光体ビーズ。 (8) 前記蛍光体ビーズの金属酸化物母体がＹ₂Ｏ₃であ
ることを特徴とする前記(7) に記載のトレーサー分析用
蛍光体ビーズ。 (9) 前記蛍光体ビーズの付活剤イオンがＥｕ³⁺であるこ
とを特徴とする前記(7) 又は(8) 記載のトレーサー分析
用蛍光体ビーズ。

【００１５】(10)蛍光体原料を含有する水溶液を随伴気
流中に噴霧して微細な液滴となし、これを気流中で乾燥
して粒子を形成し、次いで、熱分解合成して中空状若し
くは中実状で球形若しくはほぼ球形の蛍光体ビーズを製
造することを特徴とする前記(1) 〜(9) のいずれか１つ
に記載のトレーサー分析用蛍光体ビーズの製造方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、抗原、抗体などの、有
機物質又は該有機物質に対する反応体の一方を放射性標
識物質に固定し、他方を蛍光体ビーズに固定し、前記有
機物質と前記反応体の結合を利用して前記有機物質、前
記反応体又は前記反応を阻害する物質を定量するトレー
サー分析法に使用する蛍光体ビーズとして、特定の粒径
の球形又はほぼ球形の中空状粒子か、中実状微粒子から
なる蛍光体ビーズを用いることにより、蛍光体ビーズ上
に高濃度の有機物質又はその反応体を均一に固定するこ
とができる。また、反応セルの液中における蛍光体ビー
ズの沈降を防止して均一な分散性を確保できるため、反
応セルへの分注操作を容易にし、かつ分注の時間的ずれ
による反応の不均一性を抑制して分析精度を向上させる
ことができる。

【００１７】本発明の蛍光体ビーズとして使用される蛍
光物質を例示すると以下のとおりである。３Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）₂：Ｓｂ³⁺、
３Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂・Ｃａ（Ｆ，Ｃｌ）₂：Ｓｂ³⁺，
Ｍｎ²⁺、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆・
Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｚｎ₃
（ＰＯ₄）₂：Ｍｎ²⁺、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ²⁺、Ｙ₂
ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ²⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₀Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃ
ｅ³⁺、（Ｙ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、
ＣｅＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｔｂ³⁺、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、Ｙ₂
Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ³⁺、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：
Ｔｂ³⁺、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅ
ｕ³⁺、ＣａＷＯ₄ ＣａＷＯ₄：Ｐｂ²⁺、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：
Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａ
ｇ，Ａｕ，Ａｌ、ＺｎＯ：Ｚｎなど、γ線、β線などのＲＩから放出される放射線を吸
収して発光しうる蛍光体であれば特に制限はないが、そ
の中でも赤色発光輝度の高いＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、Ｙ₂Ｏ
₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：
Ｅｕ³⁺などが推奨される。

【００１８】本発明のトレーサー分析に適した蛍光体ビ
ーズは、蛍光体原料を含有する水溶液を随伴気流中に噴
霧して微細な液滴となし、これを気流中で乾燥して粒子
を形成し、次いで、熱分解合成して球形の中空状蛍光体
ビーズを容易に製造することができる。具体的には、ま
ず、所望の蛍光体ビーズを構成する金属元素を含有する
金属塩水溶液を調製する。

【００１９】この金属塩水溶液は、これらの金属元素を
含有する無機塩や有機金属化合物などを水に溶解した水
溶液であり、高温に加熱することにより、蛍光体の母体
となる酸化物、硫化物、酸硫化物に分解反応する原料な
らば、いずれのものでも使用することができる。なお、
前記水溶液は、蛍光体原料の酸化物などを酸に溶解して
得られる金属塩水溶液を使用することも可能である。な
お、蛍光体ビーズの合成を容易にするためには、蛍光体
原料として硝酸塩や酢酸塩の水溶液を使用することが好
ましい。

【００２０】これらの水溶液に溶解される金属塩の少な
くとも１０重量％、好ましくは５０重量％以上が硝酸塩
や酢酸塩であることが適当である。また、この金属塩水
溶液には、種々の目的で、蛍光体ビーズの構成金属元素
以外の金属元素や添加物を含有させることができる。具
体的には、水溶液中に少量のフラックスを添加すると、
熱分解反応を比較的低温で短時間で結晶性に優れた球形
の蛍光体ビーズを生成できる利点がある。これらのフラ
ックスは、予め金属塩水溶液中に溶解しておいてもよ
い。

【００２１】また、硫化物や酸硫化物を主相とする蛍光
体ビーズを合成するときには、金属塩と共にチオ尿素や
チオアセトアミドなどの硫黄を含有する化合物を溶解し
て金属塩水溶液を調製してもよい。このときに良好な発
光特性を有する蛍光体ビーズを得るためには、キラーセ
ンターとなる鉄やニッケルなどの不純物元素の含有量の
少ない原料水溶液を用いることが重要である。

【００２２】上記の蛍光体原料は水や酸に投入し攪拌し
て十分に溶解する。水溶液中の蛍光体原料にかかわる元
素濃度は、水溶液噴射により形成される液滴の直径に関
係し、最終的な蛍光体ビーズの粒径に関係する。即ち、
蛍光体ビーズの粒径に対する液滴直径の比が大きけれ
ば、溶液内の溶質濃度を低くし、その比が小さければ溶
質濃度を高く調整する。良好な蛍光体ビーズを合成する
ためには、水溶液内の金属元素の溶質濃度Ｃを、０．０
１≦Ｃ≦５の範囲に調整することが好ましい。ここで、
Ｃは、水溶液１リットルに含有される全ての原料金属元
素の合計のモル数で表す。

【００２３】金属塩水溶液から微液滴を形成する噴霧方
法は、特に制限されることはない。例えば、加圧空気で
液体を吸い上げながら噴霧して１〜５０μｍ程度の液滴
を形成する方法、圧電結晶からの２ＭＨｚ程度の超音波
を利用して４〜１０μｍ程度の液滴を形成する方法、穴
径が１０〜２０μｍのオリフィスが振動子により振動
し、一定の速度でオリフィスに供給される液体を振動数
に応じて一定量ずつ穴から放出して５〜５０μｍ程度の
液滴を形成する方法、回転する円板上に一定速度で供給
される液体を遠心力で周囲に噴霧して２０〜１００μｍ
程度の液滴を形成する方法、液体表面に高い電圧を引加
して０．５〜１０μｍ程度の液滴を発生する方法などを
挙げることができる。

【００２４】これらの方法を用いて液滴径を適宜選択す
ると共に、金属塩水溶液内の金属元素の溶質濃度を調整
することにより、所望の平均粒径を有する蛍光体ビーズ
を得ることができる。その中でも、金属塩水溶液を気流
中に噴射して液滴状となし、これを気流中で乾燥し、必
要に応じて気流中で熱分解して蛍光体ビーズ粒子を製造
する方法は、球形粒子を効率的に製造できる利点があ
る。

【００２５】上記の金属塩水溶液の液滴は、気流に随伴
されて熱分解合成炉に導入され加熱熱分解されて蛍光体
ビーズとなる。原料金属塩水溶液の種類、気体の種類、
気体流量、炉内の乾燥領域の温度など加熱速度に影響を
与える因子の選択により、乾燥して得られる金属塩粒子
は、中実状の球形粒子、中空状の球形粒子、破砕された
不定形粒子などを適宜に形成することができ、また、表
面状態を制御することも可能である。

【００２６】中空状の蛍光体ビーズを製造するには、原
料金属塩水溶液の液滴を乾燥する際、その乾燥工程を注
意深く管理する必要がある。原料金属塩の液滴は、加熱
された炉内を搬送する間に搬送気流中で温められ、水等
の溶媒を蒸発して徐々に乾燥され、臨界過飽和濃度にな
ったところで金属塩の析出が開始するものと考えられ
る。この場合、通常、臨界過飽和状態から析出した金属
塩の結晶が成長する形で液滴の平衡過飽和濃度を越える
部分は次々と結晶が析出して行くと考えられる。

【００２７】原料金属塩の液滴をゆっくりと乾燥する
と、液滴表面が臨界過飽和になった時点で中心まで平衡
過飽和状態となり、中心部まで結晶が析出し中実状の粒
子が生成する。逆に、乾燥を早く行うと、液滴の中心部
が平衡過飽和濃度に達する前に表面が臨界過飽和濃度に
達するので、結晶の析出は外殻だけにとどまる。その
後、内部の溶媒が表面に滲出して蒸発が続き、中心部が
中空状の乾燥粒子が得られる。

【００２８】この場合、乾燥速度が速すぎると、液滴表
面への溶媒の滲出が間に合わず、中心部で溶媒が急激に
気化して、粒子が爆裂し、破砕した金属塩粒子が得られ
る。したがって、液滴が乾燥領域を通過する時間即ち滞
留時間を０．１秒未満のように急激な乾燥を行うと、金
属塩粒子は破砕されてしまう。

【００２９】本発明のトレーサー分析用蛍光体ビーズの
中空容積は、ビーズ全体の１５〜８５容積％の範囲にあ
ることが好ましい。１５容積％を下回ると、蛍光体ビー
ズの比重が大きくなりすぎて反応系で沈降しやすくな
り、均一に反応を行うことが難しく、８５容積％を超え
ると、蛍光体ビーズの強度が低下して使用過程で崩壊す
るおそれがある。なお、好ましい範囲は３０〜７５容積
％である。なお、蛍光体ビーズの中空容積は、収束イオ
ンビーム加工装置でビーズを切断し、その断面を走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することにより、球殻の外
径ｒ_oと内径ｒ₁を測定し、ｒ₁ ³ ／ｒ_o ³×１００を
算出した。

【００３０】本発明の蛍光体ビーズは、球形若しくは略
球形であることが好ましく、詳しくは最大径と最小径と
の比が１．０〜１．２、より好ましくは１．０〜１．１
の範囲にあることが好ましい。最大径と最小径との比が
１．２を超えると、蛍光体ビーズを含有する分散液の粘
度が高くなり流動性が低下するため、均一な攪拌混合が
困難になり、分散液の分注に支障を来すことがある。な
お、蛍光体ビーズの中央粒径は、ＳＥＭの画像より実測
した１０ケの粒子の平均値である。

【００３１】本発明の中空状蛍光体ビーズは、球殻（中
空状粒子の外表面層）の結晶性が良好で、球殻の少なく
とも一部が外周から内周まで一層の結晶子からなる粒子
で構成されていることが好ましい。優れた結晶性を有す
る蛍光体ビーズは、発光効率が高く、被測定有機物質と
その反応体の結合物の検出をより確実に行うことがで
き、測定精度を高く維持することができる。

【００３２】蛍光体原料の金属塩液滴の乾燥工程と乾燥
した金属塩の熱分解工程は、一つの炉の中で温度分布を
段階的につけることにより実施することも可能である
が、液滴の乾燥のための炉と、乾燥金属塩粒子の熱分解
のための炉とを別々に設けてもよい。乾燥炉と熱分解炉
を別々に設けるときには、乾燥工程後も乾燥金属塩粒子
を１００℃以上に保持して熱分解炉に導入することが好
ましい。１００℃を下回ると、乾燥時に液滴から滲出し
た水蒸気が再び凝縮して金属塩粒子を部分的に再溶解す
るおそれがあり、蛍光体ビーズの形状や粒径を変動させ
る要因となる。

【００３３】液滴の搬送気体としては、空気、酸素、窒
素、水素、少量の水素や硫化水素や二硫化炭素を含む窒
素又はアルゴンなどを使用できる。良好な発光特性を得
るためには、蛍光体ビーズの結晶の主相の種類や発光に
関与する付活剤イオンの種類により搬送気体を選択する
ことが重要である。

【００３４】例えば、酸化物を主相とする蛍光体ビーズ
を製造するときには、空気、酸素、窒素、水素、少量の
水素を含む窒素又はアルゴンが好ましい。また、硫化物
や酸硫化物を主相とする蛍光体ビーズを製造するときに
は、窒素、水素、少量の水素を含む窒素又はアルゴン、
硫化水素や二硫化炭素を含有する窒素や水素やアルゴン
などが好ましい。なお、酸化雰囲気で原子価を保ちやす
いＥｕ³⁺等を付活イオンにするときには、搬送気体とし
ては空気や酸素などの酸化性ガスが好ましい。また、還
元雰囲気で原子価を保ちやすいＥｕ²⁺等を付活イオンと
する場合には、水素、少量の水素を含む窒素やアルゴン
などの還元性ガスが好ましい。

【００３５】乾燥された金属塩粒子は熱分解炉に移され
て熱分解されるが、そのときの熱分解合成温度は金属塩
の種類やその量に応じて５００〜１９００℃の範囲で選
択される。熱分解合成温度が低すぎると、金属塩が十分
に熱分解せず、蛍光体ビーズを生成することができず、
又は、結晶性が低い上に付活剤イオンが結晶内で十分に
付活されないため、発光特性が低くなる。一方、熱分解
合成温度が高すぎると、不要なエネルギーを消費するこ
とになる。

【００３６】結晶性が高くて発光特性の良好な酸化物を
主相とする無機蛍光ビーズを生成するためには、熱分解
合成温度を８００〜１９００℃の範囲内の温度とするの
が好ましく、１０００〜１９００℃の範囲内の温度とす
るのがより好ましい。熱分解合成は、熱分解合成炉の滞
留時間を０．５秒間〜１０分間の範囲で選択することが
好ましい。反応時間即ち滞留時間が０．５秒より短すぎ
ると、得られた蛍光体の発光輝度が低くなり、１０分間
を上回ると不要なエネルギーを消費することになる。

【００３７】また、発光特性の良好な硫化物を主相とす
る蛍光体ビーズを生成するためには、熱分解合成温度を
５００〜１１００℃で、反応時間を０．５秒〜１０分間
の範囲に調整することが好ましく、熱分解合成温度を６
００〜１０５０℃で反応時間を０．５秒〜１０分間の範
囲に調整することがより好ましい。

【００３８】さらに、発光特性の良好な酸硫化物を主相
とする無機蛍光ビーズを生成するためには、熱分解合成
温度を７００〜１３００℃の範囲で、反応時間を０．５
秒〜１０分間の範囲に調整することが好ましく、熱分解
合成温度を８００〜１２００℃で、反応時間を０．５秒
〜１０分間の範囲に調整することがより好ましい。

【００３９】上記の熱分解は、上記のように熱分解合成
炉内で熱分解合成を行って所望の結晶相を形成した後、
さらに再加熱処理を施すことにより、蛍光体ビースの結
晶子を成長させ、同時に付活剤イオンで結晶内を均一に
付活することができ、発光特性の良好な蛍光体ビーズを
得ることができる。

【００４０】本発明のトレーサー分析用蛍光体ビーズが
中空粒子からなる場合は、その中心粒径は０．０１〜１
０μｍの範囲にあることが好ましく、中実粒子からなる
場合は、その中心粒径は０．０１〜８μｍの範囲にある
ことが好ましい。いずれの粒子も０．０１μｍより小さ
いと、反応系における蛍光体ビーズの分散性を確保する
ことが難しい。また、中心粒径が８μｍを超えると、液
体中で分散は容易であるが比較的短時間で沈降するた
め、全ての反応セルに分注を終了するまでも含めて確実
に攪拌を持続しないと、蛍光体ビーズの分散性が確保す
ることができず、被測定有機物質とその反応体を均一に
反応させることができなくなり、測定の信頼性を低下さ
せる原因となる。しかし、中心粒径が８μｍを超えた蛍
光体ビーズでも、中空にすることにより比重を下げれ
ば、上記の問題を回避することができる。このように中
空状の蛍光体ビーズを用いる場合は、中心粒径が８〜１
０μｍでも使用することができる。

【００４１】本発明の蛍光体ビーズは、その表面に、例
えば、抗原、抗体、レクチン、グリコプロティンなどの
配位子からなる有機物質を被覆し、この有機物質と特異
的に生物化学的に結合する反応体を放射性標識物質に被
覆して、両者を反応させることにより配位子・反応体か
らなる結合体を生成する。この結合体中で極めて近接し
て存在する放射性標識物質からの放射線により蛍光体ビ
ーズが励起され発光する。その光をＣＣＤ等の光検出素
子で検知して、有機物質を定量することができ、新薬の
スクリーニング等を極めて容易にした。

【００４２】本発明の蛍光体ビーズをＥｕ³⁺付活の赤色
発光蛍光体で構成するときには、少量の蛍光ビーズを使
用するだけで、配位子反応体結合体から放射線で十分に
赤色発光させることができ、ＣＣＤ素子が赤色発光に対
して高い分光感度を有することから、同素子装備のＣＣ
Ｄカメラで複数の反応セル内の配位子反応体結合体の量
を一度に効率的に検出することができる。中でも、母体
結晶がＹ₂Ｏ₃で付活剤イオンがＥｕ³⁺である蛍光体ビ
ーズが、赤色光を非常に効率良く発光するために特に好
ましい。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明する。〔実施例１〕蛍光体ビーズの化学組成が（Ｙ_0.94, Ｅｕ
_0.06）₂Ｏ₃となるように硝酸イットリウムと硝酸ユー
ロピウムをそれぞれ水に溶解し、少量の硝酸を添加して
溶質濃度Ｃが０．３モル／リットルの均質な金属塩水溶
液を予め調製した。この溶液を超音波噴霧器に導入し、
中央粒径が７．３μｍの液滴を形成した。空気を搬送気
体としてこの微液滴を乾燥炉に導入し加熱速度を毎秒１
５０℃に調整し２００℃まで昇温して乾燥金属塩粒子を
得た。この乾燥金属塩粒子を２００℃に保持して乾燥炉
と連通する熱分解合成炉に搬送して、最高温度が１６０
０℃の電気炉（熱分解合成炉）内で１０秒間の滞留時間
だけ熱分解合成して蛍光体ビーズを得た。

【００４４】得られた蛍光体ビーズの粉末Ｘ線回折パタ
ーンを調べたところ、不純物相の存在しない単相の蛍光
体ビーズが生成していることが分かった。また、走査電
子顕微鏡でこの粒子の表面形状を観察したところ、粒径
の揃った球状であり、その中央粒径は１．９μｍであ
り、最大径と最小径の比は１．０５であった。この蛍光
体ビーズの断面を走査電子顕微鏡で観察したところ、蛍
光体ビーズは中空であり、中空部分の体積が全体積の４
０％であり、しかも、ビーズ表面の球殻部分の少なくと
も一部分が外周から内周まで一つの層からなる結晶子を
形成していることが分かった。この蛍光体ビーズに波長
２５４ｎｍ紫外線を照射して発光スペクトルを測定した
ところ、良好な赤色発光を示した。

【００４５】この蛍光体ビーズを水中に分散したとこ
ろ、容易に、しかも、ほぼ単分散状態で水中に分散し、
一旦分散した蛍光ビーズは、従来の無機蛍光体ビーズ
（中央粒径＝４．２μｍ、最大径／最小径＝１．５）と
比較して２倍以上の長時間にわたって水中に安定に分散
していた。

【００４６】また、この蛍光体ビーズ表面にストレプト
アビジンを被覆し、ＲＩ含有のビオチン溶液と混合し、
６時間静置後にＣＣＤカメラで発光量を測定したとこ
ろ、従来の無機蛍光ビーズの１／２〜１／５の重量で従
来と同等の発光を示した。また、同じ重量であれば、２
〜５倍の発光を示し、従来の蛍光ビーズを用いた場合に
比べ、新薬スクリーニングシステムに適用した場合、よ
り高精度に新薬スクリーニングが行えることがわかっ
た。

【００４７】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、球形の蛍光体ビーズ上に被測定有機物質又はその
反応体を均一に固定することができ、液中における蛍光
体ビーズの沈降を抑制できるので、攪拌することなく分
注操作を行っても均一な分散性を確保でき、蛍光体ビー
ズの沈降による反応の不均一を招くことはない。その結
果、本発明の蛍光体ビーズを使用することにより、高い
精度でトレーサー分析を行うことが可能になり、ハイス
ループット新薬スクリーニング分析などの多数の試料を
同時に光をＣＣＤカメラで一度に画像として取り込み、
同時に高精度で定量することができるようになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｚ 21/64 33/534 33/534 21/27 Ａ // Ｇ０１Ｎ 21/27 1/28 ＪＦターム(参考） 2G043 AA01 BA14 CA09 DA01 EA01 FA01 KA02 LA03 2G059 AA01 BB20 CC12 DD01 EE07 FF01 HH02 KK04 4H001 CA08 CC13 CF02 XA08 XA39 YA63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物質、又は、これと反応する反応体
のいずれか一方を放射性標識物質に固定し、他方を蛍光
体ビーズに固定し、前記有機物質と前記反応体との結合
を利用して前記有機物質、前記反応体、又は、前記反応
を阻害する物質を定量するトレーサー分析法に使用する
蛍光体ビーズにおいて、前記蛍光体ビーズが球形若しく
はほぼ球形の中空状粒子であり、その中央粒径が０．０
１〜１０μｍの範囲にあることを特徴とするトレーサー
分析用蛍光体ビーズ。
【請求項２】有機物質、又は、これと反応する反応体
のいずれか一方を放射性標識物質に固定し、他方を蛍光
体ビーズを固定し、前記有機物質と前記反応体との結合
を利用して前記有機物質、前記反応体、又は、前記反応
を阻害する物質を定量するトレーサー分析法に使用する
蛍光体ビーズにおいて、前記蛍光体ビーズが球形若しく
はほぼ球形の中実状粒子であり、その中央粒径が０．０
１〜８μｍの範囲にあることを特徴とするトレーサー分
析用蛍光体ビーズ。
【請求項３】前記蛍光体ビーズの最大径と最小径との
比が１．０〜１．２の範囲にあることを特徴とする請求
項１又は２記載のトレーサー分析用蛍光体ビーズ。
【請求項４】前記中空状粒子の中空容積が、粒子全体
の１５〜８５容積％の範囲にあることを特徴とする請求
項１又は３記載のトレーサー分析用蛍光体ビーズ。
【請求項５】前記蛍光体ビーズが金属酸化物母体から
なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
載のトレーサー分析用蛍光体ビーズ。
【請求項６】前記蛍光体ビーズの金属酸化物母体がＹ
₂Ｏ₃であることを特徴とする請求項５に記載のトレー
サー分析用蛍光体ビーズ。
【請求項７】前記蛍光体ビーズの付活剤イオンがＥｕ
³⁺であることを特徴とする請求項５又は６記載のトレー
サー分析用蛍光体ビーズ。
【請求項８】蛍光体原料を含有する水溶液を随伴気流
中に噴霧して微細な液滴となし、これを気流中で乾燥し
て粒子を形成し、次いで、熱分解合成して中空状若しく
は中実状で球形若しくはほぼ球形の蛍光体ビーズを製造
することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記
載のトレーサー分析用蛍光体ビーズの製造方法。