JP2006271244A - Functional particle and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide functional particles capable of highly efficiently immobilizing a target physiologically active substance and capable of highly efficiently recovering the target physiologically active substance which is immobilized. <P>SOLUTION: The functional particles comprise particles of FePt, FePd, and a CoPt alloy, have a gold or gold alloy film which are formed on the surfaces of the particles of the FePt, the FePd, and the CoPt alloy, and are magnetized. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定の生理活性物質を結合するための機能性粒子およびその製造方法に関する。更に詳細には、本発明は、細菌分離担体、核酸精製担体、タンパク質精製担体、固定化酵素担体、固定化抗体担体として使用するのに有用な機能性粒子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a functional particle for binding a specific physiologically active substance and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a functional particle useful for use as a bacterial separation carrier, a nucleic acid purification carrier, a protein purification carrier, an immobilized enzyme carrier, an immobilized antibody carrier, and a method for producing the same.

酵素や抗体等の生理活性物質は、特定の物質に対して高い選択性を有しているものが多く、従来より、このような生理活性物質の性質は、特定の生体物質の成分を高い精度で検出するために利用されている。特に、目的物質と反応する生理活性物質を担体に固定化した後、検体を接触させ、さらに目的物質と特異的に結合する標識タンパク質と反応させて目的物質の測定を行う方法(イムノアッセイ法)は、免疫検査においてよく用いられている。   Many physiologically active substances such as enzymes and antibodies have a high selectivity for a specific substance. Conventionally, the properties of such a physiologically active substance have a high accuracy in the components of a specific biological substance. Is used to detect in. In particular, after immobilizing a physiologically active substance that reacts with a target substance on a carrier, the specimen is brought into contact, and further reacted with a labeled protein that specifically binds to the target substance (immunoassay method). It is often used in immunological tests.

特定の生理活性物質を担体に固定化する方法としては、分子間の特異的な親和性を利用した方法が用いられる。また、生理活性物質を固定化する材料としては、シラノール誘導体からなるものが公知である(例えば、特許文献1参照)。生理活性物質を担体に固定化するには、まず固定化材料をシランカップリング剤により基材に導入し、次いでこれを活性化し、しかる後に活性化された固定化材料に生理活性物質を接触させる。この固定化材料は、鎖長を任意に変えることにより、任意の生理活性物質を基材に固定化できるという利点を有するが、分解されやすい結合を含有しており、固定化材料自身は安定性が悪いという問題点がある。   As a method for immobilizing a specific physiologically active substance on a carrier, a method utilizing specific affinity between molecules is used. Moreover, as a material for immobilizing a physiologically active substance, a material composed of a silanol derivative is known (for example, see Patent Document 1). In order to immobilize the physiologically active substance on the carrier, first, the immobilization material is introduced into the base material by the silane coupling agent, then activated, and then the activated substance is brought into contact with the activated immobilization material. . This immobilization material has the advantage that an arbitrary physiologically active substance can be immobilized on the substrate by arbitrarily changing the chain length, but contains an easily decomposed bond, and the immobilization material itself is stable. There is a problem that is bad.

また、生理活性物質として、酵素、抗体、補酵素等の機能を持つタンパク質、糖タンパク質、糖類等が挙げられるが、その中でも酵素を固定化するための担体が知られている(例えば、特許文献2及び3参照)。前者は、酵素に対して親和性のある官能基と疎水性の官能基を有するカップリング剤を結合した酵素固定化用無機質または有機質担体である。一方、後者は特殊な官能基を持つシランカップリング剤で処理した無機担体であり、これに酵素を固定化し、洗浄、乾燥した後、脂肪酸を含浸させて固定化酵素担体を得ている。   Examples of the physiologically active substance include proteins having functions of enzymes, antibodies, coenzymes, glycoproteins, saccharides, etc. Among them, carriers for immobilizing enzymes are known (for example, patent documents). 2 and 3). The former is an inorganic or organic carrier for immobilizing an enzyme to which a coupling agent having a functional group having affinity for an enzyme and a hydrophobic functional group is bound. On the other hand, the latter is an inorganic carrier treated with a silane coupling agent having a special functional group. The enzyme is immobilized thereon, washed and dried, and then impregnated with a fatty acid to obtain an immobilized enzyme carrier.

金は、チオール基と親和性を有することが知られており、担体上に金膜を形成することにより、チオール基を介して生理活性物質を固定化することができる。例えば、バイオセンサー等の用途において、平坦な基板上に金属膜を形成したものが用いられる(例えば、特許文献4及び5参照)。前者は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート等の基板に、金、銀、白金等の金属膜を直接形成したもので、生理活性物質はチオール基を介して前記金属膜に固定化される。この生理活性物質の結合性は、表面プラズモン共鳴分析により検出される。後者は、プラスチックから成る微粒子を基板上に配列し、その上から金を蒸著したものである。微粒子表面の一部が金で被覆され、この金表面に生理活性物質を固定化する。しかし、これらは、生理活性物質の結合性の測定には適しているが、目的物質以外の物質まで結合しやすいので、生理活性物質の精製には適していない。   Gold is known to have an affinity for a thiol group. By forming a gold film on a carrier, a physiologically active substance can be immobilized via the thiol group. For example, in applications such as biosensors, those in which a metal film is formed on a flat substrate are used (see, for example, Patent Documents 4 and 5). In the former, a metal film such as gold, silver, or platinum is directly formed on a substrate such as glass or polyethylene terephthalate, and the physiologically active substance is immobilized on the metal film via a thiol group. The binding property of this physiologically active substance is detected by surface plasmon resonance analysis. In the latter, fine particles made of plastic are arranged on a substrate, and gold is evaporated from above. Part of the surface of the fine particles is coated with gold, and the physiologically active substance is immobilized on the gold surface. However, these are suitable for measuring the binding properties of physiologically active substances, but are not suitable for purification of physiologically active substances because they easily bind to substances other than the target substance.

生理活性物質の精製用途としては、ポリマーの表面を金で被覆してなる0.1μm〜10μmサイズの粒子が公知である(例えば、特許文献6参照)。この機能性粒子は、ポリマー粒子の表面をチオール基と親和性を有する金で被覆してなるので、チオール基を介して生理活性物質を固定化することができると共に、目的物質以外の物質を結合しにくいので、生理活性物質の精製に適する。   As a use for purifying a physiologically active substance, particles having a size of 0.1 μm to 10 μm obtained by coating the surface of a polymer with gold are known (for example, see Patent Document 6). These functional particles are formed by coating the surface of polymer particles with gold having affinity for thiol groups, so that physiologically active substances can be immobilized via thiol groups and substances other than the target substance can be bound. Suitable for purification of physiologically active substances.

しかしながら、特許文献6に記載された生理活性物質精製用途の機能性粒子は、必要に応じて随時凝集が可能な構成を有していないので、検体中に分散された状態から高能率に回収することができず、したがって目的とする生理活性物質の回収効率が低いという問題がある。   However, since the functional particles for use in purifying a physiologically active substance described in Patent Document 6 do not have a configuration capable of aggregating as needed, the functional particles are recovered with high efficiency from the state dispersed in the specimen. Therefore, there is a problem that the recovery efficiency of the target physiologically active substance is low.

特開平5−344885号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-344485 特開平5−219952号公報JP-A-5-219952 特開平9−257号公報JP-A-9-257 特開2003−194820号公報JP 2003-194820 A 特開平11−326193号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-326193 特開2004−150841号公報JP 2004-150841 A

従って、本発明の目的は、目的の生理活性物質を高効率に固定化可能で、かつ固定化された目的の生理活性物質を高効率に回収可能な機能性粒子及びその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide functional particles capable of highly efficiently immobilizing a target physiologically active substance and recovering the immobilized target physiologically active substance with high efficiency, and a method for producing the same. It is.

前記課題を解決するための手段として請求項1に係る発明は、FePt、FePd及びCoPt合金粒子と、当該合金粒子の表面に形成された金或いは金合金膜とを有し、磁性を帯びていることを特徴とする機能性粒子である。   The invention according to claim 1 as means for solving the problems includes FePt, FePd and CoPt alloy particles, and a gold or gold alloy film formed on the surface of the alloy particles, and is magnetic. It is the functional particle characterized by this.

前記課題を解決するための手段として請求項2に係る発明は、請求項1記載の機能性粒子において、FePt、FePd及びCoPt合金粒子がB、Bi、Cu、Sn、Sb、Pbから選択される少なくとも一種以上の元素を含有する事を特徴とする請求項1記載の機能性粒子である。   As a means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 is the functional particle according to claim 1, wherein the FePt, FePd, and CoPt alloy particles are selected from B, Bi, Cu, Sn, Sb, and Pb. The functional particle according to claim 1, comprising at least one element.

前記課題を解決するための手段として請求項3に係る発明は、前記合金粒子平均粒子サイズが3nm〜50nmの範囲であり、前記金或いは金合金膜の厚みが3nm〜100nmの範囲であることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載の機能性粒子である。   As a means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 is that the average particle size of the alloy particles is in the range of 3 nm to 50 nm, and the thickness of the gold or gold alloy film is in the range of 3 nm to 100 nm. It is a functional particle in any one of Claims 1-2 characterized by the above-mentioned.

前記課題を解決するための手段として請求項4に係る発明は、前記金あるいは金合金膜の表面に形成されたスペーサ層を更に有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の機能性粒子である。   The invention according to claim 4 as means for solving the problem further comprises a spacer layer formed on a surface of the gold or gold alloy film. Functional particles.

前記課題を解決するための手段として請求項5に係る発明は、前記スペーサ層は、一般式、RSH、RSR、RSSR(式中、Rは、炭素原子の個数が20個以下で、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、ハロゲン、チオール基、ニトロ基、アルデヒド基、カルボニル基、スルホニル基、スルホン酸基、ニトロソ基、アミド基及びアジド基からなる群から選択される少なくとも1個の官能基を有する、直鎖状または分枝鎖状アルキル基、直鎖状または分岐鎖状アルケニル基、直鎖状または分岐鎖状アルキニル基、脂環族基、芳香族基、縮合環式基または複素環式基である。)で示されるチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含む化合物を介して下部の貴金属膜に結合することにより形成されていることを特徴とする請求項4記載の機能性粒子である。   As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 5 is characterized in that the spacer layer has a general formula, RSH, RSR, RSSR (wherein R is an amino group having 20 or less carbon atoms, Having at least one functional group selected from the group consisting of carboxyl group, hydroxyl group, halogen, thiol group, nitro group, aldehyde group, carbonyl group, sulfonyl group, sulfonic acid group, nitroso group, amide group and azide group, A linear or branched alkyl group, a linear or branched alkenyl group, a linear or branched alkynyl group, an alicyclic group, an aromatic group, a condensed cyclic group or a heterocyclic group; 5) The compound is formed by bonding to the lower noble metal film through a compound containing a thiol group, sulfide group or disulfide group represented by It is a function of particle.

前記課題を解決するための手段として請求項6に係る発明は、少なくとも請求項1〜5の何れかに記載の機能性粒子からなり、前記機能性粒子の表面に生理活性物質を結合させることにより、目標とする生理活性物質を捕捉し、回収及び精製することを特徴とする生理活性物質捕捉・回収・精製キットである。   The invention according to claim 6 as means for solving the problem comprises at least the functional particle according to any one of claims 1 to 5, wherein a physiologically active substance is bound to the surface of the functional particle. A bioactive substance capture / recovery / purification kit characterized by capturing, recovering and purifying a target bioactive substance.

本発明の機能性粒子は最外表面に金膜或いは金合金膜を有するので、この金或いは金合金膜に対して親和性を有するチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を分子内に含有する生理活性物質を捕捉することができる。しかも、本発明の機能性粒子は磁性を帯びているので、磁界を作用させることにより、機能性粒子に捕捉された生理活性物質を効率的に回収・精製することができる。   Since the functional particle of the present invention has a gold film or a gold alloy film on the outermost surface, a physiological activity containing a thiol group, sulfide group or disulfide group having affinity for the gold or gold alloy film in the molecule. The substance can be captured. In addition, since the functional particles of the present invention are magnetic, the physiologically active substance captured by the functional particles can be efficiently recovered and purified by applying a magnetic field.

チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を分子内に含有しない生理活性物質は金膜或いは金合金膜に結合しないが、機能性粒子の最外層に特定のスペーサ層を設けることにより、チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を有しない生理活性物質も捕捉することができる。例えば、チオール基を有するメルカプタン化合物を先ず金或いは金合金膜に結合させてスペーサ層を設けておき、スペーサ層を形成するメルカプタン化合物の官能基を介して各種の生理活性物質を捕捉することができる。また、メルカプタン化合物中の官能基を適宜選択することにより、特定の生理活性物質を選択的に捕捉することもできる。このスペーサ層を有する機能性粒子も磁性を帯びているので、磁界を作用させることにより、この機能性粒子に捕捉されたタンパク質などの生理活性物質を効果的に回収・精製することができる。   Physiologically active substances that do not contain thiol groups, sulfide groups or disulfide groups in the molecule do not bind to the gold film or gold alloy film, but by providing a specific spacer layer on the outermost layer of the functional particles, Alternatively, a physiologically active substance having no disulfide group can also be captured. For example, a mercaptan compound having a thiol group is first bonded to gold or a gold alloy film to provide a spacer layer, and various physiologically active substances can be captured through the functional group of the mercaptan compound forming the spacer layer. . A specific physiologically active substance can be selectively captured by appropriately selecting a functional group in the mercaptan compound. Since the functional particles having the spacer layer are also magnetized, physiologically active substances such as proteins captured by the functional particles can be effectively recovered and purified by applying a magnetic field.

従って、本発明の機能性粒子は磁性を活用しても、または活用しなくても効率的に特定の生理活性物質を効率的に捕捉したり、回収・精製したりすることができる。   Therefore, the functional particles of the present invention can efficiently capture a specific physiologically active substance, recover or purify it with or without utilizing magnetism.

以下、図面を参照しながら本発明の機能性粒子について具体的に説明する。図1は本発明の機能性粒子の一例の概要断面図である。本発明の機能性粒子1Aは、基本的に、FePt、FePd及びCoPt粒子5を核とし、該合FePt、FePd及びCoPt粒子5の外表面に金膜7を有する。   Hereinafter, the functional particles of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the functional particles of the present invention. The functional particle 1A of the present invention basically has FePt, FePd, and CoPt particles 5 as nuclei and has a gold film 7 on the outer surface of the combined FePt, FePd, and CoPt particles 5.

図2は本発明の機能性粒子の別の例の概要断面図である。図2に示される機能性粒子1Bは、図1に示された機能性粒子1Aと同様に、FePt、FePd及びCoPt粒子5を核とし、該ニッケル粒子5の外表面に金膜7を有するが、機能性粒子1Aと異なり、金膜7の外表面に、特定の生理活性物質と結合するスペーサ層9を更に有する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another example of the functional particles of the present invention. The functional particle 1B shown in FIG. 2 has FePt, FePd, and CoPt particles 5 as nuclei and a gold film 7 on the outer surface of the nickel particles 5 as in the functional particle 1A shown in FIG. Unlike the functional particles 1A, the gold film 7 further has a spacer layer 9 bonded to a specific physiologically active substance on the outer surface.

FePt、FePd及びCoPtは合成後は超常磁性材料であるので、機能性粒子1A及び1Bの核としてFePt、FePd及びCoPt粒子5を使用すると、機能性粒子1A及び1Bは、磁界に対して応答性を示し、磁界を操作することによって検体中への分散および検体中での凝集が随時可能になるので、検体中からの回収が容易な機能性粒子となる。また、FePt、FePd及びCoPt粒子中にB、Bi、Cu、Sn、Sb、Pbから選択される少なくとも一種以上の元素を含有を含有させる事により、高い磁気異方性を示すL10規則相に相転移する温度を300℃以下に低減する事が出来る。例えばアルコール還元法を用い、300℃で還流した場合、FePtBi粒子は合成後においてL10規則相構造を有する。従って、高い磁気異方性を有し、磁石により簡単に集磁する事が可能である。 Since FePt, FePd, and CoPt are superparamagnetic materials after synthesis, when functional particles 1A and 1B use FePt, FePd, and CoPt particles 5, functional particles 1A and 1B are responsive to magnetic fields. By operating the magnetic field, dispersion into the specimen and aggregation in the specimen can be performed at any time, so that functional particles can be easily collected from the specimen. Further, FePt, B in FePd and CoPt particles, Bi, Cu, Sn, Sb , by the inclusion of at least one element selected from Pb, the L1 0 ordered phase that exhibits a high magnetic anisotropy The phase transition temperature can be reduced below 300 ° C. For example, when refluxing at 300 ° C. using an alcohol reduction method, FePtBi particles have an L10 ordered phase structure after synthesis. Therefore, it has high magnetic anisotropy and can be easily collected by a magnet.

一方、金或いは金合金はチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基と親和性が高い金属材料であり、機能性粒子の最表面に金膜或いは金合金膜を形成することにより、機能性粒子にチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含む化合物を介して生理活性物質を固定化することができる。よって、FePt、FePd及びCoPt合金粒子5と当該FePt、FePd及びCoPt合金粒子の表面に形成された金膜或いは金合金膜7とを有する機能性粒子1Aは、所望の生理活性物質の回収効率を高めることができる。   On the other hand, gold or a gold alloy is a metal material having a high affinity with a thiol group, sulfide group or disulfide group. By forming a gold film or a gold alloy film on the outermost surface of the functional particle, a thiol group is formed on the functional particle. A physiologically active substance can be immobilized via a compound containing a sulfide group or a disulfide group. Therefore, the functional particle 1A having the FePt, FePd, and CoPt alloy particles 5 and the gold film or the gold alloy film 7 formed on the surface of the FePt, FePd, and CoPt alloy particles has the recovery efficiency of a desired physiologically active substance. Can be increased.

機能性粒子1Aの最表面に金膜或いは金合金膜7が存在しても、チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を分子内に含有しない生理活性物質は金膜或いは金合金膜7に結合することができない。そのため、本発明の機能性粒子1Bでは、機能性粒子の最外層に特定のスペーサ層9を設けることにより、チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を有しない生理活性物質も捕捉可能にした。例えば、チオール基を有するメルカプタン化合物を先ず金膜或いは金合金膜7に結合させてスペーサ層9を設けておき、スペーサ層を形成するメルカプタン化合物の官能基を介して各種の生理活性物質を捕捉することができる。また、メルカプタン化合物中の官能基を適宜選択することにより、特定の生理活性物質を選択的に捕捉することもできる。   Even if the gold film or gold alloy film 7 is present on the outermost surface of the functional particle 1A, the physiologically active substance that does not contain a thiol group, sulfide group, or disulfide group in the molecule is bonded to the gold film or gold alloy film 7. I can't. Therefore, in the functional particle 1B of the present invention, by providing the specific spacer layer 9 in the outermost layer of the functional particle, it is possible to capture a physiologically active substance having no thiol group, sulfide group or disulfide group. For example, a mercaptan compound having a thiol group is first bonded to a gold film or a gold alloy film 7 to provide a spacer layer 9, and various physiologically active substances are captured through the functional group of the mercaptan compound forming the spacer layer. be able to. A specific physiologically active substance can be selectively captured by appropriately selecting a functional group in the mercaptan compound.

本発明の機能性粒子1A及び1Bにおいて、前記FePt、FePd及びCoPt合金粒子5の平均粒子サイズは3nm〜50nmの範囲である事が好ましい。FePt、FePd及びCoPt合金粒子5の平均粒子サイズが小さすぎると、磁界を印加しない場合にも粒子同士が凝集しやすくなるため、検体(試料)中への分散性が悪くなる。一方、FePt、FePd及びCoPt合金粒子5の平均粒子サイズが大きすぎると、比表面積が減少するため、生理活性物質の固定化効率が低下する。本発明者等の実験によれば、FePt、FePd及びCoPt合金粒子5の平均粒子サイズを3nm〜50nmの範囲にすることにより、検体(試料)中への分散性が良好で、生理活性物質の固定化効率が高い機能性粒子とすることができる。   In the functional particles 1A and 1B of the present invention, the average particle size of the FePt, FePd, and CoPt alloy particles 5 is preferably in the range of 3 nm to 50 nm. If the average particle size of the FePt, FePd, and CoPt alloy particles 5 is too small, the particles tend to aggregate even when no magnetic field is applied, resulting in poor dispersibility in the specimen (sample). On the other hand, if the average particle size of the FePt, FePd, and CoPt alloy particles 5 is too large, the specific surface area decreases, and the immobilization efficiency of the physiologically active substance decreases. According to experiments by the present inventors, by making the average particle size of FePt, FePd and CoPt alloy particles 5 in the range of 3 nm to 50 nm, the dispersibility in the specimen (sample) is good and the physiologically active substance Functional particles having high immobilization efficiency can be obtained.

本発明の機能性粒子1Aにおいて、金膜或いは金合金膜7の厚さは3nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。機能性粒子における生理活性物質の固定化効率は、貴金属膜7の厚みに依存して変動する。即ち、貴金属膜7の厚みが3nm未満の場合、機能性粒子における生理活性物質の固定化効率が低下する。また、下地のFePt、FePd及びCoPt合金粒子表面を十分の被覆することができないため、FeやCoイオンが流出したり、FeやCo酸化物が粒子表面に形成され、検体中のペプチド結合を切断する場合があるため好ましくない。貴金属膜7の厚みが100nmを超えると、生理活性物質の固定化効率が飽和する。よって、貴金属膜7の厚みを3nm〜100nmの範囲とすることにより、生理活性物質の固定化効率が高く、しかも経済的な機能性粒子とすることができる。金合金膜は、例えばAuPd合金などのチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基と親和性を有する金合金を用いて形成される。   In the functional particle 1A of the present invention, the thickness of the gold film or the gold alloy film 7 is preferably in the range of 3 nm to 100 nm. The immobilization efficiency of the physiologically active substance in the functional particles varies depending on the thickness of the noble metal film 7. That is, when the thickness of the noble metal film 7 is less than 3 nm, the immobilization efficiency of the physiologically active substance in the functional particles decreases. In addition, since the surface of the underlying FePt, FePd, and CoPt alloy particles cannot be sufficiently coated, Fe and Co ions flow out, Fe and Co oxides are formed on the particle surface, and peptide bonds in the specimen are cleaved. This is not preferable because it may occur. When the thickness of the noble metal film 7 exceeds 100 nm, the immobilization efficiency of the physiologically active substance is saturated. Therefore, by setting the thickness of the noble metal film 7 in the range of 3 nm to 100 nm, the physiologically active substance can be immobilized with high efficiency and economical functional particles. The gold alloy film is formed using a gold alloy having an affinity for a thiol group, sulfide group or disulfide group, such as an AuPd alloy.

本発明の機能性粒子1Bにおいて、スペーサ層9は貴金属膜7にチオール基(−SH)、スルフィド基(−S−)或いはジスルフィド基(−S−S−)を介して結合する。チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基は金或いは金合金と親和性が高く、非常に結合し易いという特性を有する。従って、スペーサ層9としては、一般式、RSH、RSR、RSSR(式中、Rは、炭素原子の個数が20個以下で、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、ハロゲン、チオール基、ニトロ基、アルデヒド基、カルボニル基、スルホニル基、スルホン酸基、ニトロソ基、アミド基及びアジド基からなる群から選択される少なくとも1個の官能基を有する、直鎖状または分枝鎖状アルキル基、直鎖状または分岐鎖状アルケニル基、直鎖状または分岐鎖状アルキニル基、脂環族基、芳香族基、縮合環式基または複素環式基である。)で示されるチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含有する化合物を使用することができる。従って、スペーサ層9は貴金属膜7に対して、例えば、Au−S−Rのように結合している。スペーサ層9を構成するチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含有する化合物の種類に応じて回収可能な生理活性物質を適宜変更することができるので、機能性粒子1Bの多用途化を図ることができる。   In the functional particle 1B of the present invention, the spacer layer 9 is bonded to the noble metal film 7 through a thiol group (—SH), a sulfide group (—S—) or a disulfide group (—S—S—). A thiol group, a sulfide group or a disulfide group has a high affinity with gold or a gold alloy and has a characteristic that it can be easily bonded. Therefore, the spacer layer 9 has a general formula, RSH, RSR, RSSR (wherein R is a carbon atom number of 20 or less, amino group, carboxyl group, hydroxyl group, halogen, thiol group, nitro group, aldehyde) A linear or branched alkyl group having at least one functional group selected from the group consisting of a group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, a nitroso group, an amide group and an azide group, a linear group Or a branched alkenyl group, a linear or branched alkynyl group, an alicyclic group, an aromatic group, a condensed cyclic group or a heterocyclic group)), a thiol group, a sulfide group or a disulfide group. Can be used. Therefore, the spacer layer 9 is bonded to the noble metal film 7 as, for example, Au—S—R. Since the physiologically active substance that can be recovered can be appropriately changed according to the type of the compound containing the thiol group, sulfide group, or disulfide group constituting the spacer layer 9, it is possible to make the functional particle 1B versatile. it can.

本発明の機能性粒子1Aは最外表面に金膜或いは金合金膜7を有するので、この金或いは金合金膜7に対して親和性を有するチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を分子内に含有する生理活性物質(例えば、グルタチオン等)を捕捉することができる。しかも、機能性粒子1Aは磁性を帯びているので、磁界を作用させることにより、機能性粒子1Aに捕捉された生理活性物質を効果的に回収・精製することができる。   Since the functional particle 1A of the present invention has the gold film or the gold alloy film 7 on the outermost surface, the thiol group, sulfide group or disulfide group having affinity for the gold or gold alloy film 7 is contained in the molecule. A physiologically active substance (eg, glutathione) can be captured. Moreover, since the functional particles 1A are magnetized, the physiologically active substance captured by the functional particles 1A can be effectively recovered and purified by applying a magnetic field.

機能性粒子1Aは分子内にチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を有する生理活性物質は捕捉できるが、チオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を有しない生理活性物質を捕捉することはできない。これに対して、機能性粒子1Bはスペーサ層9を構成するチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含有する化合物中の様々な官能基により各種の生理活性物質を捕捉することができる。また、この官能基を適宜選択することにより、特定の生理活性物質を選択的に捕捉することもできる。機能性粒子1Aと同様に、機能性粒子1Bも磁性を帯びているので、磁界を作用させることにより、機能性粒子1Bに捕捉された生理活性物質を効果的に回収・精製することができる。   The functional particle 1A can capture a physiologically active substance having a thiol group, sulfide group or disulfide group in the molecule, but cannot capture a physiologically active substance having no thiol group, sulfide group or disulfide group. In contrast, the functional particle 1B can capture various physiologically active substances by various functional groups in the compound containing the thiol group, sulfide group or disulfide group constituting the spacer layer 9. In addition, a specific physiologically active substance can be selectively captured by appropriately selecting this functional group. Similar to the functional particle 1A, the functional particle 1B is also magnetized, so that the physiologically active substance captured by the functional particle 1B can be effectively recovered and purified by applying a magnetic field.

本発明の機能性粒子において、前記金膜或いは金合金膜は、無電解めっき法により形成される事が好ましい。無電解めっき法によれば、FePt、FePd及びCoPt合金粒子の表面に金膜或いは金合金膜を均一かつ高能率に形成することができるので、高性能の機能性粒子を安価に製造することができる。   In the functional particles of the present invention, the gold film or gold alloy film is preferably formed by an electroless plating method. According to the electroless plating method, a gold film or a gold alloy film can be uniformly and highly efficiently formed on the surface of FePt, FePd and CoPt alloy particles, so that high-performance functional particles can be produced at low cost. it can.

本発明の機能性粒子1Bの製造方法は下記の(1)〜(3)の工程を含む。   The method for producing the functional particle 1B of the present invention includes the following steps (1) to (3).

(1)FePt、FePd及びCoPt合金粒子の外表面を酸により活性化する工程、
(2)前記前記酸活性したFePt、FePd及びCoPt合金粒子を置換型無電解貴金属めっき浴に浸漬し、前記FePt、FePd及びCoPt合金粒子の外表面に金膜或いは金合金膜を形成する工程、及び
(3)前記金或いは金合金膜と、一般式RSH、RSR、RSSR(式中、Rは前記に定義した通りのものである)で示されるチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含有する化合物を反応させ、スペーサ層を形成する工程。
(1) a step of activating the outer surface of FePt, FePd and CoPt alloy particles with an acid;
(2) a step of immersing the acid-activated FePt, FePd and CoPt alloy particles in a substitutional electroless noble metal plating bath to form a gold film or a gold alloy film on the outer surface of the FePt, FePd and CoPt alloy particles; And (3) a compound containing the gold or gold alloy film and a thiol group, sulfide group or disulfide group represented by the general formulas RSH, RSR, RSSR (wherein R is as defined above) To form a spacer layer.

FePt、FePd及びCoPt合金粒子を酸に浸漬することにより、金属表面の極薄い錆やスマットは除去され、新鮮な金属表面が現れる。使用する酸としては、希塩酸、希硫酸及び希硝酸などが使用できる。中でも、表面酸化物不動態被膜の除去能力が高く、酸化性を有しない希塩酸を使用することが好ましい。酸活性化処理に続いて、このFePt、FePd及びCoPt合金粒子を無電解貴金属メッキ浴に浸漬すると、FePt、FePd及びCoPt合金粒子外表面上に金膜或いは金合金膜を形成することができる。貴金属めっきには置換型貴金属めっき浴を使用することが好ましい。例えば、置換型金めっきでは鉄と金のイオン化傾向の差を利用し、下記の反応式(3)に従ってニッケル粒子外表面上に金が析出する。   By immersing FePt, FePd, and CoPt alloy particles in acid, ultrathin rust and smut on the metal surface are removed, and a fresh metal surface appears. As the acid to be used, dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, dilute nitric acid and the like can be used. Among them, it is preferable to use dilute hydrochloric acid that has a high ability to remove the surface oxide passive film and has no oxidizing property. Subsequent to the acid activation treatment, when the FePt, FePd, and CoPt alloy particles are immersed in an electroless noble metal plating bath, a gold film or a gold alloy film can be formed on the outer surface of the FePt, FePd, and CoPt alloy particles. It is preferable to use a substitution type precious metal plating bath for the precious metal plating. For example, substitutional gold plating utilizes the difference in ionization tendency between iron and gold, and gold is deposited on the outer surface of nickel particles according to the following reaction formula (3).

3Fe+2Au3+=3Fe2++2Au ・・・(1)
置換型貴金属メッキでは、基本的にFePt、FePd及びCoPt粒子表面が金或いは金合金で覆われると反応が停止する。
一般的な置換型貴金属めっき浴では、その析出速度は0.1nm/秒〜0.2nm/秒である。この析出速度をもとに、金或いは金合金の膜厚を制御することができる。
3Fe + 2Au 3+ = 3Fe 2+ + 2Au (1)
In substitutional precious metal plating, the reaction stops basically when the surface of FePt, FePd, and CoPt particles is covered with gold or a gold alloy.
In a general substitution type noble metal plating bath, the deposition rate is 0.1 nm / second to 0.2 nm / second. Based on this deposition rate, the film thickness of the gold or gold alloy can be controlled.

金属Fe、金属Co及びFe、γ−Fe等の鉄酸化物も磁性を示すが、本発明で使用することは不適当である。金属Feは金属Niに比べてイオン化傾向が高く、陽イオンとして溶出しやすい。金属Coは金属Niに比べてコストが高く、安価に製造することができない。一方、Feやγ−Feの酸化鉄粒子では、その外表面を置換型無電解金めっき法により完全に被覆することができない。γ−Feは酸性下で使用されるとイオンとして流出してしまう。Feは耐酸性を有するが、金でその粒子表面を完全に被覆することができないため、露出したFe表面で生理活性物質のペプチド結合が切断される場合がある。従って、イオン化傾向の高さ、コスト高、金膜での完全被覆不可、生理活性物質の切断分解等の理由により、生理活性物質を回収・精製するときには金属Fe、金属Coや酸化鉄がたとえ磁性体であっても、金或いは金合金膜で被覆したFePt、FePd及びCoPt合金粒子代わりに使用することはできない。 Metal Fe, metal Co, and iron oxides such as Fe 3 O 4 and γ-Fe 2 O 3 also exhibit magnetism, but are inappropriate for use in the present invention. Metal Fe has a higher ionization tendency than metal Ni and is easily eluted as a cation. Metal Co is higher in cost than metal Ni and cannot be manufactured at low cost. On the other hand, the outer surface of Fe 3 O 4 or γ-Fe 2 O 3 iron oxide particles cannot be completely covered by the substitutional electroless gold plating method. γ-Fe 2 O 3 flows out as ions when used under acidic conditions. Although Fe 3 O 4 has acid resistance, the particle surface cannot be completely covered with gold, and thus the peptide bond of the physiologically active substance may be cleaved on the exposed Fe 3 O 4 surface. Therefore, metal Fe, metal Co, and iron oxide are magnetic even when recovering and purifying the physiologically active substance due to high ionization tendency, high cost, incomplete coating with a gold film, and cleavage and decomposition of the physiologically active substance. Even a body cannot be used in place of FePt, FePd, and CoPt alloy particles coated with gold or a gold alloy film.

図3は本発明の機能性粒子の使用方法の一例を示す概念図である。ステップ(1)において、ビーカー11などのような適当な容器内に例えば、実験動物の血液などの分析試料13を充填する。この分析試料13には様々なタンパク質15〜17が含有されている。この分析試料13に本発明の機能性粒子1A又は1Bを投入し、十分に撹拌混合して、分析試料13に含まれる特定のタンパク質15を結合させる。次いで、ステップ(2)において、ビーカー11の分析試料13を例えば、分液ロート19等に移し替え、分液ロート19の外部から磁石21などにより磁界を作用させ、本発明の機能性粒子1A又は1Bを磁界周辺に集め、ロート19内の残余の分析試料13は廃棄する。その後、ステップ(3)において、回収された機能性粒子1A又は1Bを別の容器23に移し、これに分離用液体(例えば、生理食塩水など)24を加えると、機能性粒子1A又は1Bからタンパク質15が離れるので、上澄み液を回収すれば、特定のタンパク質15だけを効率的に分離することができる。   FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a method for using the functional particles of the present invention. In step (1), an analysis sample 13 such as blood of a laboratory animal is filled in a suitable container such as a beaker 11. The analysis sample 13 contains various proteins 15-17. The functional particle 1A or 1B of the present invention is put into the analysis sample 13 and sufficiently mixed with stirring to bind the specific protein 15 contained in the analysis sample 13. Next, in step (2), the analytical sample 13 of the beaker 11 is transferred to, for example, a separatory funnel 19 or the like, and a magnetic field is applied from the outside of the separatory funnel 19 by a magnet 21 or the like, so that the functional particles 1A or 1B is collected around the magnetic field, and the remaining analysis sample 13 in the funnel 19 is discarded. Thereafter, in step (3), the recovered functional particles 1A or 1B are transferred to another container 23, and a separation liquid (for example, physiological saline) 24 is added to the functional particles 1A or 1B. Since the protein 15 is separated, only the specific protein 15 can be efficiently separated by collecting the supernatant.

図4は本発明の機能性粒子の使用方法の別の例を示す概念図である。本発明の機能性粒子は磁性を有するので図3に示すような磁力選別法で使用するのが好ましいが、こような磁力選別法以外でも使用できる。例えば、ステップ(1)に示されるように、本発明の機能性粒子1A又は1Bを公知のマイクロ化学チップ25のマイクロチャネル27内に閉じ込めておき、マイクロチャネル27の上流側から分析試料13を流す。この分析試料13には様々なタンパク質15〜17が含有されている。次いで、ステップ(2)において、分析試料13と機能性粒子1A又は1Bとを十分に接触させることにより、機能性粒子1A又は1Bに特定のタンパク質15を結合させ、不要な分析試料13をマイクロチャネル27外に流し去る。その後、マイクロチャネル27の上流側から分離用液体(例えば、生理食塩水など)24を流し、機能性粒子1A又は1Bからタンパク質15を分離させ、分離した特定のタンパク質15を下流側で回収する。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing another example of the method for using the functional particles of the present invention. Since the functional particle of the present invention has magnetism, it is preferable to use it by a magnetic sorting method as shown in FIG. 3, but it can also be used by other than the magnetic sorting method. For example, as shown in step (1), the functional particles 1A or 1B of the present invention are confined in a microchannel 27 of a known microchemical chip 25, and the analysis sample 13 is allowed to flow from the upstream side of the microchannel 27. . The analysis sample 13 contains various proteins 15-17. Next, in step (2), the analysis sample 13 and the functional particles 1A or 1B are sufficiently brought into contact with each other to bind the specific protein 15 to the functional particles 1A or 1B, and the unnecessary analysis sample 13 is microchanneled. 27 washed away. Thereafter, a separation liquid (for example, physiological saline) 24 is flowed from the upstream side of the microchannel 27 to separate the protein 15 from the functional particles 1A or 1B, and the separated specific protein 15 is recovered on the downstream side.

図5は本発明の機能性粒子の使用方法の他の例を示す概念図である。本発明の機能性粒子は酵素免疫測定(ELISA)法のための担体として好適に使用できる。図5はELISA法の直接吸着法を説明する概念図である。ステップ(1)において、本発明の機能性粒子1A又は1Bの固相表面(すなわち、担体表面)に抗原(例えば、HIV抗原)29を結合させておく。ステップ(2)において、被検サンプル(例えば、血清)を加える。サンプル中に抗体(例えば、抗HIV抗体(HIVに感染すると平均12週位で産生され、HIV抗原に特異的に結合する))30があれば、抗原29と反応し、結合する。次いで、ステップ(3)において、標識物質として、酵素付き二次抗体32を加える。この酵素付き二次抗体32は被検サンプル中の抗体30と特異的に結合することができる。その後、ステップ(4)において、酵素付き抗体32の酵素と反応して発色する物質34を加える。ステップ(5A)において、反応生成物36の発色状態を測定する。ステップ(5B)に示されるように、被検サンプル中に抗体(例えば、抗HIV抗体)30がなければ、発色物質34を加えても反応しないので発色しない。このような一連の反応は図4に示されるようなマイクロ化学チップ25のマイクロチャネル27内で実施することができる。従って、本発明の機能性粒子1A又は1Bの固相表面(すなわち、担体表面)に結合できる抗原を予めじめ突き止めておけば、この抗原と特異的に反応する抗体をELISA法により容易に検出することができる。   FIG. 5 is a conceptual diagram showing another example of the method for using the functional particles of the present invention. The functional particles of the present invention can be suitably used as a carrier for an enzyme immunoassay (ELISA) method. FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the direct adsorption method of the ELISA method. In step (1), an antigen (for example, HIV antigen) 29 is bound to the solid phase surface (that is, the carrier surface) of the functional particle 1A or 1B of the present invention. In step (2), a test sample (eg, serum) is added. If there is an antibody (for example, an anti-HIV antibody (produced in an average of about 12 weeks when infected with HIV and specifically binds to the HIV antigen)) 30 in the sample, it reacts with and binds to the antigen 29. Next, in step (3), the enzyme-attached secondary antibody 32 is added as a labeling substance. The enzyme-attached secondary antibody 32 can specifically bind to the antibody 30 in the test sample. Thereafter, in step (4), a substance 34 that reacts with the enzyme of the antibody with antibody 32 and develops color is added. In step (5A), the color development state of the reaction product 36 is measured. As shown in step (5B), if there is no antibody (for example, anti-HIV antibody) 30 in the test sample, no color is developed because no reaction occurs even if the coloring substance 34 is added. Such a series of reactions can be carried out in the microchannel 27 of the microchemical chip 25 as shown in FIG. Therefore, if an antigen capable of binding to the solid phase surface (that is, the carrier surface) of the functional particle 1A or 1B of the present invention is previously identified, an antibody that reacts specifically with this antigen can be easily detected by ELISA. can do.

1.69mmolのPt(acac)2と1.69mmolのFe(acac)3をそれぞれ100mlのテトラエチレングリコールに溶解させた。0.338mmolのBi(CH3COO)3を100mlのテトラエチレングリコールに溶解し、上記溶液に添加した。その後、オレイルアミン1.69mmolとオレイン酸1.69mmolを上記溶液に添加した。窒素気流下、上記溶液を200℃で30分間還流し、その後298℃で30分間還流した。反応終了後、テトラエチレングリコールを留去し、生成した微粒子を遠心分離した。上澄みを除去し、エタノールを加えて超音波分散させ、遠心分離を行いFePtBi粒子を得た。FePtBi粒子を0.1規定の塩酸水溶液中に1分間浸漬した。FePtBi粒子を濾別洗浄し、置換型無電解金めっき浴に5分間浸漬し、FePtBi粒子表面に金をメッキした。合成した粒子をエポキシ樹脂で固め、マイクロトームで薄片を作製した。透過型電子顕微鏡観察により、得られた機能性粒子は球状粒子であり、その平均粒子径は5nmであることが分かった。また、外周の金膜の膜厚が10nmであることが分かった。更に、金膜がFePtBi粒子表面を完全に被覆していることが分かった。また、振動試料型磁力計を用いて磁気特性を測定した結果、保磁力が2,500Oeであった。更に、本機能性粒子を水中に分散させた後、磁石による集磁性が十分ある事が確認された。 1.69 mmol of Pt (acac) 2 and 1.69 mmol of Fe (acac) 3 were dissolved in 100 ml of tetraethylene glycol, respectively. 0.338 mmol of Bi (CH 3 COO) 3 was dissolved in 100 ml of tetraethylene glycol and added to the above solution. Thereafter, 1.69 mmol of oleylamine and 1.69 mmol of oleic acid were added to the above solution. Under a nitrogen stream, the solution was refluxed at 200 ° C. for 30 minutes, and then refluxed at 298 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, tetraethylene glycol was distilled off, and the produced fine particles were centrifuged. The supernatant was removed, ethanol was added and the mixture was ultrasonically dispersed, and centrifuged to obtain FePtBi particles. FePtBi particles were immersed in 0.1N aqueous hydrochloric acid for 1 minute. The FePtBi particles were washed by filtration, immersed in a substitutional electroless gold plating bath for 5 minutes, and gold was plated on the surface of the FePtBi particles. The synthesized particles were hardened with an epoxy resin, and thin pieces were produced with a microtome. Observation with a transmission electron microscope revealed that the obtained functional particles were spherical particles, and the average particle diameter was 5 nm. Moreover, it turned out that the film thickness of an outer periphery gold film | membrane is 10 nm. Furthermore, it was found that the gold film completely covered the FePtBi particle surface. Moreover, as a result of measuring the magnetic characteristics using a vibrating sample magnetometer, the coercive force was 2,500 Oe. Furthermore, after the functional particles were dispersed in water, it was confirmed that there was sufficient magnetism collection with a magnet.

1.69mmolのPt(acac)2と3.38mmolのCo(acac)3をそれぞれ100mlのテトラエチレングリコールに溶解させた。0.338mmolのBi(CH3COO)3を100mlのテトラエチレングリコールに溶解し、上記溶液に添加した。その後、オレイルアミン1.69mmolとオレイン酸1.69mmolを上記溶液に添加した。窒素気流下、上記溶液を200℃で30分間還流し、その後298℃で30分間還流した。反応終了後、テトラエチレングリコールを留去し、生成した微粒子を遠心分離した。上澄みを除去し、エタノールを加えて超音波分散させ、遠心分離を行いCoPtBi粒子を得た。FePtBi粒子を0.1規定の塩酸水溶液中に1分間浸漬した。CoPtBi粒子を濾別洗浄し、置換型無電解金めっき浴に5分間浸漬し、CoPtBi粒子表面に金をメッキした。合成した粒子をエポキシ樹脂で固め、マイクロトームで薄片を作製した。透過型電子顕微鏡観察により、得られた機能性粒子は球状粒子であり、その平均粒子径は5nmであることが分かった。また、外周の金膜の膜厚が10nmであることが分かった。更に、金膜がCoPtBi粒子表面を完全に被覆していることが分かった。また、振動試料型磁力計を用いて磁気特性を測定した結果、保磁力が2,200Oeであった。更に、本機能性粒子を水中に分散させた後、磁石による集磁性が十分ある事が確認された。
(比較例1)
平均粒径5μmのシリカ粒子2gを純水100ml中に分散し、1%塩化金酸水溶液1mlと1%クエン酸ナトリウム水溶液5mlを加えて攪拌した。この混合物にクエン酸ナトリウムを加え、さらに攪拌した。80℃に加熱し30分間攪拌した後、濾過、乾燥した。走査型電子顕微鏡観察により、得られた機能性粒子は球状粒子であることがわかった。この機能性粒子の断面を集束イオンビーム(FIB)加工により露出させ、走査型電子顕徴鏡で観察した結果、金膜の膜厚が30nmであこと、更に、シリカ表面全体を金膜が被覆していないことが分かった。
1.69 mmol Pt (acac) 2 and 3.38 mmol Co (acac) 3 were each dissolved in 100 ml tetraethylene glycol. 0.338 mmol of Bi (CH 3 COO) 3 was dissolved in 100 ml of tetraethylene glycol and added to the above solution. Thereafter, 1.69 mmol of oleylamine and 1.69 mmol of oleic acid were added to the above solution. Under a nitrogen stream, the solution was refluxed at 200 ° C. for 30 minutes, and then refluxed at 298 ° C. for 30 minutes. After completion of the reaction, tetraethylene glycol was distilled off, and the produced fine particles were centrifuged. The supernatant was removed, ethanol was added and ultrasonically dispersed, and centrifuged to obtain CoPtBi particles. FePtBi particles were immersed in 0.1N aqueous hydrochloric acid for 1 minute. The CoPtBi particles were separated by filtration and immersed in a substitutional electroless gold plating bath for 5 minutes, and gold was plated on the CoPtBi particles. The synthesized particles were hardened with an epoxy resin, and thin pieces were produced with a microtome. Observation with a transmission electron microscope revealed that the obtained functional particles were spherical particles, and the average particle diameter was 5 nm. Moreover, it turned out that the film thickness of an outer periphery gold film | membrane is 10 nm. Furthermore, it was found that the gold film completely covered the CoPtBi particle surface. Moreover, as a result of measuring the magnetic characteristics using a vibrating sample magnetometer, the coercive force was 2,200 Oe. Furthermore, after the functional particles were dispersed in water, it was confirmed that there was sufficient magnetism collection with a magnet.
(Comparative Example 1)
2 g of silica particles having an average particle size of 5 μm were dispersed in 100 ml of pure water, and 1 ml of 1% chloroauric acid aqueous solution and 5 ml of 1% sodium citrate aqueous solution were added and stirred. Sodium citrate was added to this mixture and further stirred. After heating to 80 ° C. and stirring for 30 minutes, it was filtered and dried. Observation with a scanning electron microscope revealed that the obtained functional particles were spherical particles. As a result of exposing the cross-section of this functional particle by focused ion beam (FIB) processing and observing with a scanning electron microscope, the film thickness of the gold film is 30 nm, and the entire silica surface is covered with the gold film. I found out that it was not.

実施例1,2及び比較例1で得られた機能性粒子について、生理活性物質の吸着実験を行った.生理活性物質としては金に対して親和性のあるチオール基を有するトリペプチドであるグルタチオンを用いた。一定量の機能性粒子とグルタチオン標準溶液を混合し、攪拌した後に数分間放置した。上清中のグルタチオンの濃度を比色定量し、機能性粒子に吸着したグルタチオン量を算出した。結果を下記の表1に示す。   The functional particles obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were subjected to a bioactive substance adsorption experiment. As the physiologically active substance, glutathione, which is a tripeptide having a thiol group having affinity for gold, was used. A certain amount of functional particles and a glutathione standard solution were mixed and stirred for several minutes. The concentration of glutathione in the supernatant was colorimetrically determined, and the amount of glutathione adsorbed on the functional particles was calculated. The results are shown in Table 1 below.

Figure 2006271244
Figure 2006271244


前記表1に示された結果より明らかなように、実施例1及び2の機能性粒子は、グルタチオンの吸着効率に優れている。更に実施例1及び2の機能性粒子は、磁性を有しているので、磁石で回収することができ、吸着したグルタチオンを高効率に回収することができた。これに対して、比較例1の機能性粒子は、グルタチオンの吸着効率が低く、しかも磁性を有していないので、吸着したグルタチオンを高効率に回収することができなかった。

As is clear from the results shown in Table 1, the functional particles of Examples 1 and 2 are excellent in glutathione adsorption efficiency. Furthermore, since the functional particles of Examples 1 and 2 have magnetism, they can be recovered with a magnet, and the adsorbed glutathione can be recovered with high efficiency. On the other hand, the functional particles of Comparative Example 1 have low glutathione adsorption efficiency and are not magnetic, so that the adsorbed glutathione could not be recovered with high efficiency.

実施例1及び2で得られた機能性粒子にスペーサ層を設け、特定のタンパク質を捕捉した例を示す。
まず、実施例1及び2で得られた機能性粒子と末端にアミノ基を有するメルカプタン化合物である8−アミノ−1−オクタンチオールを混合し、機能性粒子表面にアミノ基を導入した。次に、アミノ基を導入した機能性粒子をトリス塩酸バッファー(pH7.5)に分散し、特定のタンパク質としてペルオキシダーゼを加え、機能性粒子にペルオキシダーゼを捕捉した。捕捉したペルオキシダーゼの量および活性を測定する方法として、TOOS−4−AA系の発色反応を使用した。この発色反応は、ペルオキシダーゼにより触媒される過酸化水素の還元によって生成した酸素と、TOOS〔N−エチル−N−(2−ヒドロキシ−3−スルホプロピル)−3−メチルアニリン〕および4−AA(4−アミノアンチピリン)の反応により、波長546nmに吸収を有する色素が生成することを利用したものである。その結果、この機能性粒子に対するペルオキシダーゼ捕捉率は83.5%及び82.9%であることが分かった。
The example which provided the spacer layer in the functional particle obtained in Example 1 and 2 and capture | acquired specific protein is shown.
First, the functional particles obtained in Examples 1 and 2 and 8-amino-1-octanethiol, which is a mercaptan compound having an amino group at the terminal, were mixed to introduce amino groups on the surface of the functional particles. Next, functional particles into which amino groups were introduced were dispersed in Tris-HCl buffer (pH 7.5), peroxidase was added as a specific protein, and peroxidase was captured by the functional particles. As a method for measuring the amount and activity of the captured peroxidase, a coloring reaction of TOOS-4-AA system was used. This color reaction involves oxygen produced by the reduction of hydrogen peroxide catalyzed by peroxidase, TOOS [N-ethyl-N- (2-hydroxy-3-sulfopropyl) -3-methylaniline] and 4-AA ( 4-aminoantipyrine) is used to produce a dye having absorption at a wavelength of 546 nm. As a result, it was found that the peroxidase capture rates for the functional particles were 83.5% and 82.9%.

実施例1及び2で得られた機能性粒子と末端にカルボキシル基を有するメルカプタン化合物である10−カルボキシ−1−デカンチオールを混合し、機能性粒子表面にカルボキシル基を導入した。次に、カルボキシル基を導入した機能性粒子をリン酸バッファー(pH7.0)に分散し、カルボジイミド塩酸塩を加え、特定のタンパク質としてウサギ抗体IgGを加え、機能性粒子に抗体を捕捉した。捕捉した抗体の量は波長280nmにおける吸光度から決定した。その結果、この機能性粒子に対するウサギ抗体捕捉率は81.3%及び82.0%であることが分かった。 The functional particles obtained in Examples 1 and 2 were mixed with 10-carboxy-1-decanethiol, which is a mercaptan compound having a carboxyl group at the terminal, to introduce carboxyl groups on the surface of the functional particles. Next, functional particles into which carboxyl groups were introduced were dispersed in a phosphate buffer (pH 7.0), carbodiimide hydrochloride was added, rabbit antibody IgG was added as a specific protein, and the antibodies were captured on the functional particles. The amount of antibody captured was determined from the absorbance at a wavelength of 280 nm. As a result, it was found that the rabbit antibody capture rates for the functional particles were 81.3% and 82.0%.

本発明の機能性粒子は磁性を帯有すると共に、最表面にチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含有する化合物と親和性が高い金膜或いは金合金膜を有するので、タンパク質などの生理活性物質の回収効率が高く、磁場を用いたタンパク質などの生理活性物質の精製に適用することができる。   The functional particle of the present invention has a magnetic property and has a gold film or a gold alloy film having a high affinity with a compound containing a thiol group, sulfide group or disulfide group on the outermost surface. The recovery efficiency is high, and it can be applied to the purification of physiologically active substances such as proteins using a magnetic field.

新薬の開発では実験動物の体液(例えば、血液)などの分析試料から病気に関係するタンパク質を分離し、その性質を詳細に調べたり、その働きを抑える化合物などの新薬候補物質を探索することがあるが、本発明の機能性粒子はこのような目的に好適に使用することができる。また、特定の新薬候補物質と強く結合するタンパク質を探す研究にも使用できる。   In the development of new drugs, proteins related to diseases are separated from analytical samples such as body fluids (for example, blood) of laboratory animals, and their properties are investigated in detail, or new drug candidate substances such as compounds that suppress their action are searched. However, the functional particles of the present invention can be suitably used for such purposes. It can also be used for research to find proteins that bind strongly to specific drug candidates.

更に、本発明の機能性粒子はBSEやアルツハイマー病などのような特定のタンパク質が関連する疾病の検査又は診断などの目的にも使用できる。   Furthermore, the functional particles of the present invention can be used for the purpose of examination or diagnosis of diseases associated with specific proteins such as BSE and Alzheimer's disease.

本発明の機能性粒子の一例の概要断面図である。It is an outline sectional view of an example of functional particles of the present invention. 本発明の機能性粒子の別の例の概要断面図である。It is an outline sectional view of another example of functional particles of the present invention. 本発明の機能性粒子の使用方法の一例の概念図である。It is a conceptual diagram of an example of the usage method of the functional particle of this invention. 本発明の機能性粒子の使用方法の別の例の概念図である。It is a conceptual diagram of another example of the usage method of the functional particle of this invention. 本発明の機能性粒子の使用方法の他の例の概念図である。It is a conceptual diagram of the other example of the usage method of the functional particle | grains of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1A,1B 本発明の機能性粒子
5 FePt合金粒子
7 金膜或いは金合金膜
9 スペーサ層
11 容器
13 分析試料
15,16,17 タンパク質
19 分液ロート
21 磁石
23 容器
24 分離用液体
25 マイクロ化学チップ
27 マイクロチャネル
29 抗原
30 抗体
32 酵素付き二次抗体
34 発色試薬
36 反応生成物

1A, 1B Functional particles of the present invention 5 FePt alloy particles 7 Gold film or gold alloy film 9 Spacer layer 11 Container 13 Analytical sample 15, 16, 17 Protein 19 Separation funnel 21 Magnet 23 Container 24 Liquid 25 for separation Microchemical chip 27 Microchannel 29 Antigen 30 Antibody 32 Secondary antibody with enzyme 34 Coloring reagent 36 Reaction product

Claims (6)

FePt、FePd及びCoPt合金粒子と、当該合金粒子の表面に形成された金或いは金合金膜とを有し、磁性を帯びていることを特徴とする機能性粒子。 A functional particle having FePt, FePd, and CoPt alloy particles and gold or a gold alloy film formed on the surface of the alloy particles and having magnetism. 請求項1記載の機能性粒子において、FePt、FePd及びCoPt合金粒子がB、Bi、Cu、Sn、Sb、Pbから選択される少なくとも一種以上の元素を含有する事を特徴とする請求項1記載の機能性粒子。 2. The functional particle according to claim 1, wherein the FePt, FePd, and CoPt alloy particles contain at least one element selected from B, Bi, Cu, Sn, Sb, and Pb. Functional particles. 前記合金粒子の平均粒子サイズが3nm〜50nmの範囲であり、前記金或いは金合金膜の厚みが3nm〜100nmの範囲であることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載の機能性粒子。 The average particle size of the alloy particles is in the range of 3 nm to 50 nm, and the thickness of the gold or gold alloy film is in the range of 3 nm to 100 nm. particle. 前記金あるいは金合金膜の表面に形成されたスペーサ層を更に有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の機能性粒子。 The functional particle according to claim 1, further comprising a spacer layer formed on a surface of the gold or gold alloy film. 前記スペーサ層は、一般式、RSH、RSR、RSSR(式中、Rは、炭素原子の個数が20個以下で、アミノ基、カルボキシル基、水酸基、ハロゲン、チオール基、ニトロ基、アルデヒド基、カルボニル基、スルホニル基、スルホン酸基、ニトロソ基、アミド基及びアジド基からなる群から選択される少なくとも1個の官能基を有する、直鎖状または分枝鎖状アルキル基、直鎖状または分岐鎖状アルケニル基、直鎖状または分岐鎖状アルキニル基、脂環族基、芳香族基、縮合環式基または複素環式基である。)で示されるチオール基、スルフィド基或いはジスルフィド基を含む化合物を介して下部の貴金属膜に結合することにより形成されていることを特徴とする請求項4記載の機能性粒子。 The spacer layer has a general formula, RSH, RSR, RSSR (wherein R is a carbon atom number of 20 or less, amino group, carboxyl group, hydroxyl group, halogen, thiol group, nitro group, aldehyde group, carbonyl group) A linear or branched alkyl group, a linear or branched chain having at least one functional group selected from the group consisting of a group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, a nitroso group, an amide group and an azide group A thiol group, a sulfide group, or a disulfide group represented by a alkenyl group, a linear or branched alkynyl group, an alicyclic group, an aromatic group, a condensed cyclic group, or a heterocyclic group. The functional particle according to claim 4, wherein the functional particle is formed by bonding to a lower noble metal film via a metal. 少なくとも請求項1〜5の何れかに記載の機能性粒子からなり、前記機能性粒子の表面に生理活性物質を結合させることにより、目標とする生理活性物質を捕捉し、回収及び精製することを特徴とする生理活性物質捕捉・回収・精製キット。

It consists of at least the functional particles according to any one of claims 1 to 5, and captures, recovers and purifies the target physiologically active substance by binding the physiologically active substance to the surface of the functional particle. A bioactive substance capture / recovery / purification kit.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572065A (en) * 2016-01-29 2016-05-11 福建医科大学 Glucose detection kit based on platinum-bismuth nano mimic peroxidase
CN113909472A (en) * 2020-06-22 2022-01-11 中国石油化工股份有限公司 Nano composite particle, preparation method and application thereof

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