JP2008527373A5

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Publication number: JP2008527373A5
Application number: JP2007551229A
Authority: JP
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2010-09-24
Anticipated expiration: 2025-01-17

Claims

元素周期表（ＰＳＥ）の亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩ、主族ＩＩＩまたは主族ＩＶの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１を含むコアを有する水溶性ナノクリスタルであって、
キャッピング試薬が前記ナノクリスタルの前記コアの表面に結合しており、
前記キャッピング試薬が水溶性ホスト分子とホストゲスト複合体を形成し、
前記ホスト分子は、前記キャッピング試薬を受容可能な内部空洞を備える、
水溶性ナノクリスタル。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩ、主族ＩＩＩまたは主族ＩＶの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１、および
元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有する水溶性ナノクリスタルであって、
キャッピング試薬が前記ナノクリスタルの前記コアの表面に結合しており、
前記キャッピング試薬が水溶性ホスト分子とホストゲスト複合体を形成し、
前記ホスト分子は、前記キャッピング試薬を受容可能な内部空洞を備える、
水溶性ナノクリスタル。
前記キャッピング試薬が疎水性または親水性薬剤である、請求項１または２に記載のナノクリスタル。
前記キャッピング試薬がナノクリスタルコアに親和性のある末端基を有する、請求項３に記載のナノクリスタル。
前記キャッピング試薬が式（Ｉ）を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
Ｈ_ＡＸ−Ｙ−Ｚ
［式中、
ＸはＳ、Ｎ、ＰまたはＯ＝Ｐから選択された末端基であり、
Ａは０〜３の整数であり、
Ｙは少なくとも３個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｚは疎水性末端基である。］
前記キャッピング試薬の前記部分Ｙが、３個〜５０個の主鎖原子を含む、請求項５に記載のナノクリスタル。
前記Ｙがアルキル部分、シクロアルキル部分、エーテル部分または芳香族部分を含む、請求項６に記載のナノクリスタル。
前記キャッピング試薬が、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３、Ｏ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３からなる群から選択され、ｎは≧６の整数である、請求項５〜７のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記ｎが≧８の整数である、請求項８に記載のナノクリスタル。
前記水溶性ホスト分子が、溶媒暴露性極性基を含有する化合物である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記ホスト分子が、炭水化物、環式ポリアミン、環式ペプチド、カリックスアレーン、クラウンエーテルおよびデンドリマーからなる群から選択された、請求項１０に記載のナノクリスタル。
前記炭水化物が、オリゴ糖、デンプンおよびシクロデキストリンからなる群から選択された、請求項１１に記載のナノクリスタル。
前記デンプンがα−アミロースまたはβ−アミロースである、請求項１２に記載のナノクリスタル。
前記シクロデキストリンが、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリンおよびトリメチル−γ−シクロデキストリンからなる群から選択された、請求項１２に記載のナノクリスタル。
前記オリゴ糖が、２個〜２０個の単量体単位を含む、請求項１２に記載のナノクリスタル。
コアシェルナノクリスタルである、請求項２〜１５のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記金属が、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕからなる群から選択された、請求項１６に記載のナノクリスタル。
前記元素Ａが、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選択された、請求項１６または１７に記載のナノクリスタル。
ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅおよびＨｇＴｅからなる群から選択されたコアシェルナノクリスタルである、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
組成物Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡを有する均一な３元合金からなり、
［式中、ａ）ＡがＰＳＥの主族ＶＩの元素を表すとき、Ｍ１およびＭ２が独立して、元素周期表（ＰＳＥ）の亜族ＩＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、亜族Ｉｂまたは主族ＩＩの元素から選択され、
ｂ）ＡがＰＳＥの主族（Ｖ）の元素を表すとき、Ｍ１およびＭ２がいずれもＰＳＥの主族（ＩＩＩ）の元素から選択される。］
前記組成物Ｍ１_１−ｘＭ２_ｘＡは、
ｉ）ナノクリスタルを生成するために適した形態で前記元素Ｍ１を含有する反応混合物を適温Ｔ１まで加熱し、ナノクリスタルを生成するために適した形態で前記元素Ａを前記温度で添加し、２成分ナノクリスタルＭ１Ａを形成するために適した温度で十分な時間反応混合物を加熱し、その後前記反応混合物を冷却させることによって前記２成分ナノクリスタルＭ１Ａを形成するステップと、
ｉｉ）形成した２成分ナノクリスタルＭ１Ａを沈殿させたり、単離したりすることなく、適温Ｔ２まで前記反応混合物を再加熱し、ナノクリスタルの生成に適した形態で前記元素Ｍ２の十分量を前記温度で前記反応混合物に添加し、次いで前記３成分ナノクリスタルＭ１_１−ｘＭ２_ｘＡを形成するために適した温度で十分な時間前記反応混合物を加熱し、その後前記反応混合物を室温まで冷却させ、前記３成分ナノクリスタルＭ１_１−ｘＭ２_ｘＡを単離するステップと
を含む方法によって得ることができる、請求項２〜１９のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
０．００１＜ｘ＜０．９９９である、請求項２０に記載のナノクリスタル。
０．０１＜ｘ＜０．９９である、請求項２０または２１に記載のナノクリスタル。
０．５＜ｘ＜０．９５である、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記元素Ｍ１およびＭ２が独立して、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕからなる群から選択された、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記元素Ａが、Ｓ、ＳｅおよびＴｅからなる群から選択された、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
組成物Ｚｎ_ｘＣｄ_１−ｘＳｅまたはＺｎ_ｘＣｄ_１−ｘＳを有する、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
水溶性ナノクリスタルの調製方法であって、
亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩ、主族ＩＩＩまたは主族ＩＶから選択された元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１を含むコアを有するナノクリスタルとキャッピング試薬とを反応させ、それによって前記ナノクリスタルの前記コアの表面に前記キャッピング試薬を結合させるステップと、
その後、前記キャッピング試薬と、前記キャッピング試薬を受容可能な内部空洞を備える水溶性ホスト分子との間にホストゲスト複合体を形成するために、このように得られたナノクリスタルとホスト分子を接触させるステップと、
を含む方法。
水溶性ナノクリスタルの調製方法であって、
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩ、主族ＩＩＩまたは主族ＩＶの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有するナノクリスタルと、キャッピング試薬とを反応させ、それによって前記ナノクリスタルの前記コアの表面に前記キャッピング試薬を結合させるステップと、
その後、前記試薬と、前記キャッピング試薬を受容可能な内部空洞を備える水溶性ホスト分子との間にホストゲスト複合体を形成するために、このように得られたナノクリスタルとホスト分子とを接触させるステップと、
を含む方法。
前記キャッピング試薬が疎水性または親水性薬剤である、請求項２７または２８に記載の方法。
前記キャッピング試薬が前記ナノクリスタルコアに親和性のある末端基を有する、請求項２９に記載の方法。
式（Ｉ）を有するキャッピング試薬を使用する、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の方法。
Ｈ_ＡＸ−Ｙ−Ｚ
［式中、
ＸはＳ、Ｎ、ＰまたはＯ＝Ｐから選択された末端基であり、
Ａは０〜３の整数であり、
Ｙは少なくとも３個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｚは疎水性末端基である。］
前記キャッピング試薬の前記部分Ｙが、３個〜５０個の主鎖原子を含む、請求項３１に記載の方法。
前記Ｙがアルキル部分、シクロアルキル部分、エーテル部分または芳香族部分を含む、請求項３２に記載の方法。
使用した前記試薬が、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３およびＯ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３からなる群から選択され、ｎは≧６の整数である、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
使用した前記水溶性ホスト分子が溶媒暴露性極性基を含有する化合物である、請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の方法。
使用した前記ホスト分子が、炭水化物、環式ポリアミン、環式ペプチド、カリックスアレーン、クラウンエーテルおよびデンドリマーからなる群から選択された、請求項３５に記載の方法。
使用した前記炭水化物が、オリゴ糖、デンプンおよびシクロデキストリンからなる群から選択された、請求項３６に記載の方法。
前記デンプンがα−アミロースまたはβ−アミロースである、請求項３７に記載の方法。
使用した前記シクロデキストリンが、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリンおよびトリメチル−γ−シクロデキストリンからなる群から選択された、請求項３７に記載の方法。
前記オリゴ糖が２個〜２０個の単量体単位を含む、請求項３７に記載の方法。
前記ホストゲスト複合体が、混練によって、還流によって、攪拌によって、または周囲温度で１日〜１０日間前記ナノクリスタルを前記ホスト分子の水溶液でインキュベートすることによって形成される、請求項３５〜４０のいずれか一項に記載の方法。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩまたは主族ＩＩＩの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有する水溶性ナノクリスタルであって、
キャッピング試薬が前記ナノクリスタルの前記コアの表面に結合しており、
前記キャッピング試薬が、式（ＩＩ）を有する、水溶性ナノクリスタル。
Ｈ _ＩＸ−Ｙ−Ｂ（ＩＩ）
［式中、
ＸはＳ、Ｎ、ＰまたはＯ＝Ｐから選択された末端基であり、
Ｉは１〜３の整数であり、
Ｙは少なくとも３個〜５０個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｂはデンプンまたはシクロデキストリンである。］
前記キャッピング試薬が、前記ナノクリスタルに親和性のある末端基を有する疎水性または親水性試薬である、請求項４２に記載のナノクリスタル。
前記Ｙが、アルキル部分、シクロアルキル部分、エーテル部分または芳香族部分を含む、請求項４２に記載のナノクリスタル。
前記Ｈ _ＩＸ−Ｙ部分が、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３、Ｏ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３からなる群から選択され、ｎは≧６の整数である化合物に由来するものである、請求項４２〜４４のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記ｎが≧８の整数である、請求項４５に記載のナノクリスタル。
前記デンプンがα−アミロースまたはβ−アミロースである、請求項４２に記載のナノクリスタル。
使用した前記シクロデキストリンが、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリンおよびトリメチル−γ−シクロデキストリンからなる群から選択された、請求項４２に記載のナノクリスタル。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族Ｉｂ、亜族ＩＩｂ、亜族ＩＶｂ、亜族Ｖｂ、亜族ＶＩｂ、亜族ＶＩＩｂ、亜族ＶＩＩＩｂ、主族ＩＩまたは主族ＩＩＩの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族Ｖまたは主族ＩＶの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有する水溶性ナノクリスタルであって、
キャッピング試薬が前記ナノクリスタルの前記コアの表面に結合しており、
前記キャッピング試薬が水溶性ホスト分子と共有結合しており、
前記ホスト分子が環式ポリアミン、環式ペプチド、カリックスアレーンおよびデンドリマーからなる群から選択された水溶性ナノクリスタル。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族ＩＩｂ〜ＶＩｂ、主族ＩＩまたは主族ＩＩＩの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有するナノクリスタルと、
キャッピング試薬とを反応させることを含む水溶性ナノクリスタルの調製方法であって、
前記キャッピング試薬が、炭水化物に共有結合して、式（ＩＩ）を有する、水溶性ナノクリスタルの調製方法。
Ｈ _ＩＸ−Ｙ−Ｂ（ＩＩ）
［式中、
ＸはＳ、Ｎ、ＰまたはＯ＝Ｐから選択された末端基であり、
Ｉは１〜３の整数であり、
Ｙは少なくとも３個〜５０個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｂはデンプンまたはシクロデキストリンである。］
前記試薬が前記ナノクリスタルコアに親和性のある末端基を有する疎水性キャッピング試薬または親水性キャッピング試薬である、請求項５０に記載の方法。
前記Ｙが、アルキル部分、シクロアルキル部分、エーテル部分または芳香族部分を含む、請求項５０に記載の方法。
前記Ｈ _ＩＸ−Ｙ部分が、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３、Ｏ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３からなる群から選択され、ｎは≧３の整数である化合物に由来する、請求項５０〜５２のいずれか一項に記載の方法。
使用した前記シクロデキストリンが、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、ジメチル−α−シクロデキストリン、トリメチル−α−シクロデキストリン、ジメチル−β−シクロデキストリン、トリメチル−β−シクロデキストリン、ジメチル−γ−シクロデキストリンおよびトリメチル−γ−シクロデキストリンからなる群から選択された、請求項５０に記載の方法。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族ＩＩｂ〜ＶＩｂ、主族ＩＩまたは主族ＩＩＩの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有するナノクリスタルと、
キャッピング試薬とを反応させることを含む水溶性ナノクリスタルの調製方法であって、
前記キャッピング試薬が、環式ポリアミン、環式ジペプチド、カリックスアレーンおよびデンドリマーからなる群から選択された水溶性ホスト分子に共有結合している方法。
元素周期表（ＰＳＥ）の亜族ＩＩｂ〜ＶＩｂ、主族ＩＩまたは主族ＩＩＩの元素から選択された少なくとも１個の金属Ｍ１および元素周期表の主族ＶまたはＶＩの元素から選択された少なくとも１個の元素Ａを含むコアを有する水溶性ナノクリスタルであって、
疎水性キャッピング試薬が前記ナノクリスタルの前記コアの表面に結合しており、
前記疎水性キャッピング試薬がクラウンエーテルと共有結合しており、
前記疎水性試薬が式（Ｉ）を有する、水溶性クリスタル。
Ｈ_ＡＸ−Ｙ−Ｚ
［式中、
ＸはＳ、Ｎ、ＰまたはＯ＝Ｐから選択された末端基であり、
Ａは０〜３の整数であり、
Ｙは少なくとも３個の主鎖原子を有する部分であり、
Ｚは疎水性末端基である。］
前記キャッピング試薬の前記部分Ｙが、３個〜５０個の主鎖原子を含む、請求項５６に記載のナノクリスタル。
前記Ｙがアルキル部分、シクロアルキル部分、エーテル部分または芳香族部分を含む、請求項５７に記載のナノクリスタル。
前記疎水性試薬が、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＳＨ、ＨＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２（ＳＨ）（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨ_３Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｎＣＨ_２ＮＨ_２、Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３およびＯ＝Ｐ（（ＣＨ_２）_ｎＣＨ_３）_３からなる群から選択され、ｎは≧６の整数である、請求項５６〜５８のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
前記クラウンエーテルが、８−クラウン−４化合物、９−クラウン−３化合物、１２−クラウン−４化合物、１５−クラウン−５化合物、１８−クラウン−６化合物および２０−クラウン−８化合物からなる群から選択された化合物である、請求項５６〜５９のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
所与の分析物に結合親和性を有する分子と結合した、請求項１〜２６、４２〜４９または５６〜６０のいずれか一項に記載のナノクリスタル。
所与の分析物に結合親和性を有する前記分子が、生体分子に結合親和性を有する、請求項６１に記載のナノクリスタル。
分析物に結合親和性を有する前記分子が、タンパク質、ペプチド、免疫原性ハプテンの特性を有する化合物、核酸、炭水化物または有機分子である、請求項６２に記載のナノクリスタル。
分析物に結合活性を有する前記分子と共有結合剤を介して結合した、請求項６２に記載のナノクリスタル。
分析物に結合活性を有する前記分子と、前記ホスト分子に結合したリガンドを介して結合した、請求項６２に記載のナノクリスタル。
分析物検出のための請求項１〜２６、４２〜４９または５６〜６５のいずれか一項に記載のナノクリスタルの使用。