JP2009162537A - Composite particle having polysaccharide on surface, composite particle colloid, analytical reagent using the same, and composite particle manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide composite particles, polysaccharide modifying composite particles having biomolecules on their particle surfaces, capable of preventing the occurrence of nonspecific adsorption except the occurrence of the specific bonding of the intended biomolecules and preventing the occurrence of aggregation in the process of surface treatments and thereafter when the composite particles are manufactured and having high dispersion stability, to provide a composite particle colloid, to provide an analytical reagent having excellent reproducibility of measurement results, high reliability, and a high signal-to-noise ratio, to provide a composite particle manufacturing method capable of being executed through the use of a general-purpose experimental apparatus at normal temperatures and normal pressures without requiring any special apparatus such as a high-pressure homogenizer, and to provide a silica composite particle manufacturing method capable of preventing the occurrence of nonspecific adsorption and having excellent dispersion stability. <P>SOLUTION: In silica particle/polysaccharide/biomolecule composite particles, polysaccharide is adsorbed to the surfaces of silica particles, and biomolecules are adsorbed or covalently bonded to the surfaces of the silica particles and the outside of the polysaccharide. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、多糖を粒子表面に吸着させてなる分散安定性が高い複合粒子、複合粒子コロイド、それを用いた分析試薬、及び複合粒子の製造方法に関する。さらに、本発明は、意図する生体分子の特異的結合以外の非特異的吸着の発生を防止した複合粒子、複合粒子コロイド、それを用いた分析試薬、及び複合粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a composite particle having a high dispersion stability obtained by adsorbing a polysaccharide on the particle surface, a composite particle colloid, an analytical reagent using the composite particle, and a method for producing the composite particle. Furthermore, the present invention relates to composite particles, composite particle colloids, analytical reagents using the same, and methods for producing composite particles that prevent the occurrence of non-specific adsorption other than the specific binding of the intended biomolecules.

近年、数nm〜1μm程度の微粒子が様々な分野に応用され、注目を集めている。例えば、吸着剤、触媒などに用いられる、多孔質シリカ粒子やゼオライト粒子、顔料に用いられるカーボンブラック、金属酸化物粒子、無機化合物粒子、導電材料に使われる金属ナノ粒子、樹脂の補強剤に使われるシリカ粒子など粒子の材質および用途は多岐にわたる。また、半導体ナノ粒子や、蛍光物質を封入したシリカ粒子は、特にバイオ分野において、新たな蛍光標識剤として、蛍光試薬への応用が期待されている。また、色素を高濃度に封入したシリカ粒子は高いモル吸光係数を有し、高感度な発色試薬への応用が期待される。
蛍光試薬、発色試薬等の標識試薬は、蛍光粒子または発色粒子表面にタンパク質や、DNAが結合したものであり、このタンパク質やDNAが特定の生体分子と相互作用することによって、生体分子の検出、定量、染色等に利用されるものである。
蛍光粒子や発色粒子を標識試薬として用いるためには、下記の課題を満足する表面修飾が必要である。
(1)生体分子を結合するための官能基の導入
(2)緩衝液中での分散安定化
(3)非特異的吸着防止
In recent years, fine particles of about several nm to 1 μm have been applied to various fields and attracted attention. For example, porous silica particles and zeolite particles used for adsorbents and catalysts, carbon black used for pigments, metal oxide particles, inorganic compound particles, metal nanoparticles used for conductive materials, and resin reinforcing agents. There are a wide variety of materials and applications of particles such as silica particles. Further, semiconductor nanoparticles and silica particles encapsulating a fluorescent substance are expected to be applied to fluorescent reagents as new fluorescent labeling agents, particularly in the bio field. In addition, silica particles encapsulating a dye at a high concentration have a high molar extinction coefficient, and are expected to be applied to highly sensitive coloring reagents.
Labeling reagents such as fluorescent reagents and coloring reagents are those in which proteins and DNA are bound to the surfaces of fluorescent particles or coloring particles, and the interaction of these proteins and DNA with specific biomolecules enables detection of biomolecules, It is used for quantification and staining.
In order to use fluorescent particles or colored particles as labeling reagents, surface modification that satisfies the following problems is required.
(1) Introduction of functional groups for binding biomolecules (2) Stabilization of dispersion in buffer (3) Prevention of non-specific adsorption

以下、上記(1)〜(3)それぞれの課題について具体的に述べる。
(1)生体分子を結合するための官能基の導入
シリカ粒子と生体分子を一体化し安定に機能させるためには、シリカ粒子と生体分子を不可逆的に結合させることが必要である。そのためにはイオン結合や物理化学的吸着ではなく、シリカ粒子と生体分子を共有結合させることが必要である。
タンパク質は、アミノ基、カルボキシル基、チオール基等を有する。また、DNAについても、末端修飾によってアミノ基やチオール基を付与することが出来る。よってシリカ粒子にもアミノ基、カルボキシル基、チオール基等を導入すれば、架橋剤や縮合剤を用いて、シリカ粒子と生体分子を共有結合させることが可能である。
(2)緩衝液中での分散安定化
粒子の凝集・分散に働く引力と斥力をモデル化して表現したものとして、DLVO理論が知られている。これは粒子間の静電的反発力とファンデルワールス力で、粒子の凝集・分散を説明するものである(例えば、非特許文献1参照。)。
生体分子は、生理食塩水等のイオン濃度が高い水溶液中で用いられることが多い。イオン濃度が高い水溶液中では、遮蔽効果によってイオンがシリカ粒子の静電的反発力を弱めるため、粒子の凝集が起こりやすくなる。イオン濃度が高い水溶液中でも粒子が安定に分散するためには、静電的反発力以外の反発力を付与することが必要である。
静電的反発力以外に粒子間の斥力として働くものとして、立体反発力がある。これは、自由度をもった分子の鎖が互いに反発することにより、粒子間の斥力として働くものである。従って、粒子表面に自由度の高い分子鎖を導入することにより、粒子の分散安定性を向上させることができる。
(3)非特異的吸着防止
蛍光粒子などの標識粒子が蛍光試薬として機能するためには、蛍光粒子などの標識粒子に結合した生体分子がターゲットに対して特異的結合等により選択的に結合することが必要である。ターゲット以外の生体分子に非特異的に結合したり、基板に吸着が起きると、それだけ測定の感度や正確性、信頼性が低下することになる。
非特異的吸着を低減させるためには、分散安定性向上と同様に、立体反発力の付与が必要である。
Hereinafter, the problems (1) to (3) will be specifically described.
(1) Introduction of functional group for binding biomolecules In order to integrate silica particles and biomolecules to function stably, it is necessary to bind the silica particles and biomolecules irreversibly. For this purpose, it is necessary to covalently bond silica particles and biomolecules, not ionic bonds or physicochemical adsorption.
Protein has an amino group, a carboxyl group, a thiol group, and the like. In addition, DNA can be given an amino group or a thiol group by terminal modification. Therefore, if an amino group, a carboxyl group, a thiol group or the like is introduced into the silica particles, it is possible to covalently bond the silica particles and the biomolecules using a crosslinking agent or a condensing agent.
(2) Dispersion stabilization in a buffer solution The DLVO theory is known as a modeled representation of attractive and repulsive forces that act on the aggregation and dispersion of particles. This explains the agglomeration / dispersion of particles by electrostatic repulsive force and van der Waals force between particles (for example, see Non-Patent Document 1).
Biomolecules are often used in an aqueous solution having a high ion concentration such as physiological saline. In an aqueous solution with a high ion concentration, the ions weaken the electrostatic repulsion of the silica particles due to the shielding effect, so that the particles tend to aggregate. In order to stably disperse particles even in an aqueous solution having a high ion concentration, it is necessary to apply a repulsive force other than an electrostatic repulsive force.
There is a solid repulsive force that acts as a repulsive force between particles in addition to the electrostatic repulsive force. This works as a repulsive force between particles by repelling molecular chains with degrees of freedom. Therefore, the dispersion stability of the particles can be improved by introducing molecular chains having a high degree of freedom into the particle surface.
(3) Prevention of non-specific adsorption In order for labeled particles such as fluorescent particles to function as a fluorescent reagent, biomolecules bound to labeled particles such as fluorescent particles selectively bind to the target by specific binding or the like. It is necessary. If non-specific binding to a biomolecule other than the target or adsorption to the substrate occurs, the sensitivity, accuracy, and reliability of the measurement will decrease accordingly.
In order to reduce non-specific adsorption, it is necessary to impart steric repulsion as well as improvement in dispersion stability.

以上の観点より、蛍光粒子などの標識粒子の応用には表面修飾が必要となる。粒子の表面修飾の方法には、シランカップリング剤でシランコーティングする方法、高分子のビーズに取り込ませる方法、脂質二重膜に内包させる方法、チオール基を介して低分子を結合する方法などが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。しかし、シランカップリング剤でコーティングする方法は、適用できる粒子の材質が無機粒子、金属粒子、シリカ粒子などに限られ、また、シランコーティングしただけでは十分な分散安定性が得られないことが問題である。高分子のビーズに取り込ませる方法は、コストがかかり、また、粒径が増大してしまうことが問題である。脂質二重膜に内包させる方法は、水中での分散安定性は高いものの、脂質二重膜自体が不安定なため、長期的な分散安定性の点で問題がある。チオール基を介して低分子を結合させる方法に関しても、適用できる粒子が金属に限られる。
また本発明者らは、静電的引力を利用してカチオン性ポリマーおよびアニオン性ポリマーを粒子表面に交互に積層させる表面修飾方法について、特許出願している(特願2007−64205)。
北原文雄、古澤邦夫、尾崎正孝、大島広行、「Zeta Potentialゼータ電位:微粒子界面の物理化学」、サイエンティスト社、1995 特開2003−11505公報 特開2004−77389公報 特開2006−131771公報
From the above viewpoint, surface modification is required for application of labeled particles such as fluorescent particles. Particle surface modification methods include silane coating with a silane coupling agent, incorporation into polymer beads, entrapment in lipid bilayers, and attachment of small molecules via thiol groups. It is known (for example, see Patent Documents 1 to 3). However, the method of coating with a silane coupling agent is limited to applicable particles such as inorganic particles, metal particles, and silica particles. In addition, sufficient dispersion stability cannot be obtained simply by coating with silane. It is. The method of incorporating the polymer beads is costly and has a problem that the particle size increases. Although the method of encapsulating in a lipid bilayer has high dispersion stability in water, the lipid bilayer itself is unstable, and thus has a problem in terms of long-term dispersion stability. Also regarding the method of binding a small molecule through a thiol group, applicable particles are limited to metals.
In addition, the inventors have filed a patent application regarding a surface modification method in which a cationic polymer and an anionic polymer are alternately laminated on the particle surface using electrostatic attraction (Japanese Patent Application No. 2007-64205).
Fumio Kitahara, Kunio Furusawa, Masataka Ozaki, Hiroyuki Oshima, “Zeta Potential Zeta Potential: Physical Chemistry of Fine Particle Interfaces”, Scientist, 1995 JP 2003-11505 A JP 2004-77389 A JP 2006-131771 A

本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、生体分子を粒子表面に有する多糖修飾複合粒子であって、意図する前記生体分子の特異的結合以外の非特異的吸着の発生を防止し、前記複合粒子の製造時の表面処理の過程及びその後においても凝集が起きず、高い分散安定性を有する複合粒子、及び複合粒子コロイドを提供することにある。
また、本発明の目的は、測定結果の再現性に優れ、信頼性が高く、シグナル/ノイズ比の高い分析試薬を提供することにある。また、本発明の目的は、高圧ホモジナイザー等の特殊な装置を必要とせず、常温・常圧下、汎用の実験装置を用いてなしうる複合粒子の製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、非特異的吸着の発生を防止し、優れた分散安定性を有する複合粒子の製造方法を提供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is a polysaccharide-modified composite particle having a biomolecule on the particle surface, preventing the occurrence of nonspecific adsorption other than the specific binding of the intended biomolecule, It is an object of the present invention to provide a composite particle and a composite particle colloid having a high dispersion stability without agglomeration during the surface treatment process during the production of the composite particle and thereafter.
Another object of the present invention is to provide an analytical reagent having excellent reproducibility of measurement results, high reliability, and a high signal / noise ratio. Another object of the present invention is to provide a method for producing composite particles that does not require a special apparatus such as a high-pressure homogenizer, and can be performed using a general-purpose experimental apparatus at normal temperature and normal pressure.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a method for producing composite particles that prevents the occurrence of non-specific adsorption and has excellent dispersion stability.

上記課題は下記の手段により達成された。
(1)シリカ粒子の表面に多糖が吸着し、さらに前記シリカ粒子の表面及び前記多糖の外側に生体分子が吸着又は共有結合してなるシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子、
(2)前記生体分子が、抗原、抗体、DNA、RNA、糖、糖鎖、リガンド、受容体、ペプチド及び化学物質からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする(1)に記載の複合粒子、
(3)前記シリカ粒子の平均粒径が1nm〜1μmであり、前記多糖の重量平均分子量が1000〜1000000である(1)または(2)に記載の複合粒子、
(4)pH7の純水中におけるζ電位の絶対値が1〜70mVである(1)〜(3)のいずれか1項に記載の複合粒子、
(5)前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の複合粒子、
(6)前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子が分散媒中に分散してなる複合粒子コロイド、
(7)前記分散媒が緩衝液である(6)に記載の複合粒子コロイド、
(8)前記(6)又は(7)に記載の複合粒子コロイドを用いてなる分析試薬、
The above problems have been achieved by the following means.
(1) A silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particle in which a polysaccharide is adsorbed on the surface of a silica particle and a biomolecule is adsorbed or covalently bonded to the surface of the silica particle and the outside of the polysaccharide;
(2) The biomolecule is at least one selected from the group consisting of antigens, antibodies, DNA, RNA, sugars, sugar chains, ligands, receptors, peptides, and chemical substances (1) Composite particles according to
(3) The composite particles according to (1) or (2), wherein the silica particles have an average particle diameter of 1 nm to 1 μm, and the polysaccharide has a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
(4) The composite particles according to any one of (1) to (3), wherein the absolute value of ζ potential in pure water at pH 7 is 1 to 70 mV,
(5) The composite particle according to any one of (1) to (4), wherein the polysaccharide is alginic acid or dextran,
(6) A composite particle colloid in which the composite particles of silica particles / polysaccharide / biomolecule according to any one of (1) to (5) are dispersed in a dispersion medium,
(7) The composite particle colloid according to (6), wherein the dispersion medium is a buffer solution,
(8) An analytical reagent using the composite particle colloid according to (6) or (7),

(9)シリカ粒子と多糖とを塩基性溶液中で混合することにより前記シリカ粒子の表面に前記多糖が吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子を製造する工程を有することを特徴とするシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法
(10)前記塩基性溶液がアンモニア水溶液であることを特徴とする(9)に記載の製造方法、
(11)前記シリカ粒子の表面及び前記多糖と、前記生体分子との吸着又は共有結合形成が、縮合剤ないしは架橋剤の存在下又は非存在下にて、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子のコロイドと前記生体分子の溶液とを混合することにより行われることを特徴とする(9)又は(10)に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法、
(12)前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする、(9)〜(11)のいずれか1項に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法、
(9) Silica having a step of producing silica particles / polysaccharide composite particles in which the polysaccharide is adsorbed on the surface of the silica particles by mixing silica particles and polysaccharide in a basic solution. Production method of particle / polysaccharide / biomolecule composite particle (10) The production method according to (9), wherein the basic solution is an aqueous ammonia solution,
(11) Adsorption or covalent bond formation between the surface of the silica particles and the polysaccharide and the biomolecule is carried out in the presence or absence of a condensing agent or a crosslinking agent in the composite particles of the silica particles / polysaccharide. The method for producing a composite particle of silica particles / polysaccharide / biomolecule according to (9) or (10), which is performed by mixing a colloid and a solution of the biomolecule,
(12) The method for producing composite particles of silica particles / polysaccharide / biomolecule according to any one of (9) to (11), wherein the polysaccharide is alginic acid or dextran,

(13)平均粒径が1nm〜1μmであるシリカ粒子の表面に、多糖が吸着し、さらに前記シリカ粒子の表面及び前記多糖の外側に生体分子が吸着または共有結合してなるシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子であって、前記生体分子が、抗原、抗体、DNA、RNA、糖、糖鎖、リガンド、受容体、ペプチド及び化学物質からなる群から選ばれた少なくとも1種であり、かつ前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする複合粒子、
(14)前記(13)に記載の複合粒子が分散媒中に分散してなる複合粒子コロイド、
(15)前記(14)に記載の複合粒子コロイドを用いてなる分析試薬、
(16)平均粒径が1nm〜1μmであるシリカ粒子を分散したコロイドと、前記シリカ粒子100質量部に対し0.5質量部以上のアルギン酸またはデキストランとを0.01質量%〜1質量%のアンモニア水溶液中で混合し、前記シリカ粒子の表面に前記アルギン酸またはデキストランが吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子を製造する工程を有することを特徴とするシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法、及び
(17)シリカ粒子の表面に、多糖が吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子
を提供するものである。
(13) Silica particles / polysaccharides / polysaccharide / polysaccharide adsorbed on the surface of silica particles having an average particle diameter of 1 nm to 1 μm, and further biomolecules adsorbed or covalently bonded to the surface of the silica particles and to the outside of the polysaccharide A biomolecule composite particle, wherein the biomolecule is at least one selected from the group consisting of antigen, antibody, DNA, RNA, sugar, sugar chain, ligand, receptor, peptide, and chemical substance; Composite particles, wherein the polysaccharide is alginic acid or dextran,
(14) A composite particle colloid obtained by dispersing the composite particles according to (13) in a dispersion medium,
(15) An analytical reagent using the composite particle colloid according to (14),
(16) 0.01% by mass to 1% by mass of a colloid in which silica particles having an average particle diameter of 1 nm to 1 μm are dispersed and 0.5 parts by mass or more of alginic acid or dextran with respect to 100 parts by mass of the silica particles. A silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particle comprising a step of producing a silica particle / polysaccharide composite particle mixed in an aqueous ammonia solution and adsorbing the alginic acid or dextran on the surface of the silica particle And (17) providing silica particles / polysaccharide composite particles in which polysaccharides are adsorbed on the surface of silica particles.

本発明の複合粒子は、シリカ粒子表面に多糖を吸着してなるので、前記多糖の保護コロイド作用により前記複合粒子の分散安定性を向上させることができる。
本発明の複合粒子は、低分子化合物ないしは高分子化合物による非特異的吸着、基板ないしは容器に対する非特異的吸着を防止し、また、分散安定性に優れ、生理食塩水等イオン強度が高い水分散コロイド中でも凝集を起こしにくい。
ここで、「非特異的吸着」とは、特定の官能基又はリガンドに特異的に結合する以外の規則に従わない吸着をいい、意図する以外の吸着現象をいう。
Since the composite particles of the present invention are formed by adsorbing polysaccharides on the surface of silica particles, the dispersion stability of the composite particles can be improved by the protective colloid action of the polysaccharides.
The composite particle of the present invention prevents nonspecific adsorption by a low molecular weight compound or a high molecular compound, nonspecific adsorption to a substrate or a container, has excellent dispersion stability, and has high ionic strength such as physiological saline. Aggregation hardly occurs even in colloids.
Here, “non-specific adsorption” refers to adsorption that does not follow rules other than specifically binding to a specific functional group or ligand, and refers to an adsorption phenomenon other than intended.

本発明の複合粒子コロイドは、前記複合粒子を用いてなるので、意図する前記生体分子の特異的結合以外の非特異的吸着を防止し、分散安定性に優れ、生理食塩水等イオン強度が高い水分散コロイドでも凝集を起こしにくい。
本発明の分析試薬は、意図する前記生体分子の特異的結合以外の非特異的吸着を防止し、分散安定性に優れる前記複合粒子コロイドを用いてなるので、測定結果の再現性に優れ、信頼性が高く、シグナル/ノイズ比の高い極微量標的試料の高感度分析が可能である。
本発明の複合粒子の製造方法は、常温・常圧下で行うことができ、高圧ホモジナイザー等の特殊な装置や薬品を用いることなく多糖の表面吸着ができる。また、塩基性条件下で表面処理を行うことにより、シリカ粒子の表面吸着性を高めるので、前記多糖が電荷を有していなくても前記シリカ粒子の表面に吸着することができる。
本発明の複合粒子の製造方法は、生理食塩水等イオン強度が高い水分散液中でも凝集を起こしにくい複合粒子を提供できる。また、粒子に対する低分子化合物及び高分子化合物の非特異的吸着と、粒子の基板や容器に対する非特異的吸着とを抑制できる複合粒子を提供できる。さらに、生体分子の吸着ないし結合のための官能基の導入も行うことができる。
Since the composite particle colloid of the present invention uses the composite particle, it prevents nonspecific adsorption other than the specific binding of the intended biomolecule, has excellent dispersion stability, and has high ionic strength such as physiological saline. Aggregation hardly occurs even with water-dispersed colloids.
The analytical reagent of the present invention uses the composite particle colloid that prevents non-specific adsorption other than the specific binding of the intended biomolecule and has excellent dispersion stability, so that the measurement results are highly reproducible and reliable. Highly sensitive analysis of extremely small target samples with high signal / noise ratio is possible.
The method for producing composite particles of the present invention can be carried out at room temperature and normal pressure, and can carry out surface adsorption of polysaccharides without using special equipment such as a high-pressure homogenizer or chemicals. In addition, since surface treatment of the silica particles is enhanced by performing the surface treatment under basic conditions, the polysaccharide can be adsorbed on the surface of the silica particles even if the polysaccharide has no charge.
The method for producing composite particles of the present invention can provide composite particles that hardly cause aggregation even in an aqueous dispersion having high ionic strength such as physiological saline. Moreover, the composite particle which can suppress the nonspecific adsorption | suction of the low molecular compound and high molecular compound with respect to particle | grains and the nonspecific adsorption | suction with respect to the board | substrate and container of particle | grains can be provided. Furthermore, functional groups for the adsorption or binding of biomolecules can also be introduced.

まず、本発明のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子について説明する。
本発明のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子は、シリカ粒子の表面に多糖が吸着し、さらに前記シリカ粒子の表面及び前記多糖の外側に生体分子が吸着または共有結合してなる。
本発明において、「吸着」とは、ケイ素原子と酸素原子の親和性に基づく化学的ないしは物理的結合、静電的引力(正電荷と負電荷間に働くクーロン力)、ファンデルワールス力または疎水性相互作用による一体化をいう。
本発明において、用いるシリカ粒子は特に制限はなく、任意のいかなる調製方法によって得られたシリカ粒子であってもよい。例えば、Journal of Colloid and Interface Science,159,150−157(1993)に記載のゾル−ゲル法で調製されるシリカ粒子等が挙げられる。
First, the silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particle of the present invention will be described.
The composite particle of silica particles / polysaccharide / biomolecule of the present invention is formed by adsorbing polysaccharide on the surface of the silica particle and further adsorbing or covalently bonding the biomolecule on the surface of the silica particle and outside of the polysaccharide.
In the present invention, “adsorption” means chemical or physical bonding based on the affinity between silicon atom and oxygen atom, electrostatic attraction (Coulomb force acting between positive and negative charges), van der Waals force or hydrophobicity. This refers to integration through sexual interaction.
In the present invention, the silica particles used are not particularly limited, and may be silica particles obtained by any arbitrary preparation method. Examples thereof include silica particles prepared by the sol-gel method described in Journal of Colloid and Interface Science, 159, 150-157 (1993).

国際公開2007/074722A1公報に記載された蛍光色素化合物含有コロイドシリカ粒子の調製方法に準じて得られた、機能性化合物を含有するシリカ粒子を用いることが特に好ましい。
ここで、前記機能性化合物の具体例としては、蛍光色素化合物、吸光化合物、磁性化合物、放射線標識化合物、pH感受性色素化合物等が挙げられる。
具体的には、前記機能性化合物を含有するシリカ粒子は、前記機能性化合物とシランカップリング剤とを反応させ、共有結合、イオン結合その他の化学的に結合もしくは吸着させて得られた生成物に1又は2種以上のシラン化合物を縮重合させシロキサン結合を形成させることにより調製することができる。これによりオルガノシロキサン成分とシロキサン成分とがシロキサン結合してなるシリカ粒子が得られる。
前記機能性化合物を含有するシリカ粒子の好ましい調製方法の態様としては、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)エステル基、マレイミド基、イソシアナート基、イソチオシアナート基、アルデヒド基、パラニトロフェニル基、ジエトキシメチル基、エポキシ基、シアノ基等の活性基を有する前記機能性化合物と、それら活性基と対応して反応する置換基(例えば、アミノ基、水酸基、チオール基)を有するシランカップリング剤とを反応させ、共有結合させて得られた生成物に1又は2種以上のシラン化合物を縮重合させシロキサン結合を形成させることにより調製することができる。前記シランカップリング剤としてAPS、シラン化合物としてTEOSを用いた場合を下記に例示する。
It is particularly preferred to use silica particles containing a functional compound obtained according to the method for preparing fluorescent dye compound-containing colloidal silica particles described in International Publication No. 2007 / 074722A1.
Here, specific examples of the functional compound include fluorescent dye compounds, light absorbing compounds, magnetic compounds, radiolabeled compounds, pH sensitive dye compounds, and the like.
Specifically, the silica particle containing the functional compound is a product obtained by reacting the functional compound with a silane coupling agent, and covalently bonding, ionic bonding, or other chemical bonding or adsorption. It can be prepared by condensation-polymerizing one or two or more silane compounds to form a siloxane bond. As a result, silica particles in which the organosiloxane component and the siloxane component are bonded by siloxane are obtained.
Preferred embodiments of the method for preparing silica particles containing the functional compound include N-hydroxysuccinimide (NHS) ester group, maleimide group, isocyanate group, isothiocyanate group, aldehyde group, paranitrophenyl group, diethoxy. The functional compound having an active group such as a methyl group, an epoxy group, or a cyano group, and a silane coupling agent having a substituent (for example, an amino group, a hydroxyl group, or a thiol group) that reacts with the active group. The product obtained by reacting and covalently bonding can be prepared by polycondensing one or more silane compounds to form a siloxane bond. The case where APS is used as the silane coupling agent and TEOS is used as the silane compound is illustrated below.

前記活性基を有する前記機能性化合物の具体例として、5−(及び−6)−カルボキシテトラメチルローダミン−NHSエステル(商品名、emp Biotech GmbH社製)、下記式でそれぞれ表されるDY550−NHSエステル又はDY630−NHSエステル(いずれも商品名、Dyomics GmbH社製)等のNHSエステル基を有する蛍光色素化合物を挙げることができる。   Specific examples of the functional compound having the active group include 5- (and -6) -carboxytetramethylrhodamine-NHS ester (trade name, manufactured by emp Biotech GmbH), DY550-NHS represented by the following formulae, respectively. Examples thereof include fluorescent dye compounds having an NHS ester group such as ester or DY630-NHS ester (both trade names, manufactured by Dynamics GmbH).

前記置換基を有するシランカップリング剤の具体例として、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(APS)、3−[2−(2−アミノエチルアミノ)エチルアミノ]プロピル-トリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤を挙げることができる。中でも、APSが好ましい。   Specific examples of the silane coupling agent having a substituent include γ-aminopropyltriethoxysilane (APS), 3- [2- (2-aminoethylamino) ethylamino] propyl-triethoxysilane, N-2 ( Examples thereof include silane coupling agents having an amino group such as (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane. Of these, APS is preferable.

前記縮重合させる前記シラン化合物としては、特に制限はされないが、テトラエトキシシラン(TEOS)、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPS)、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(APS)、3−チオシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、及び3−[2−(2−アミノエチルアミノ)エチルアミノ]プロピル−トリエトキシシランを挙げることができる。中でも、前記シリカ粒子内部のシロキサン成分を形成する観点からはTEOSが好ましく、前記シリカ粒子内部のオルガノシロキサン成分を形成する観点からはMPS又はAPSが好ましい。   The silane compound to be polycondensed is not particularly limited, but includes tetraethoxysilane (TEOS), γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPS), γ-mercaptopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane ( APS), 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and 3- [2- (2-aminoethylamino) ethylamino] propyl-tri Mention may be made of ethoxysilane. Among these, TEOS is preferable from the viewpoint of forming the siloxane component inside the silica particles, and MPS or APS is preferable from the viewpoint of forming the organosiloxane component inside the silica particles.

上述のように調製すると、球状、もしくは、球状に近いシリカ粒子が製造できる。球状に近いシリカ粒子とは、具体的には長軸と短軸の比が2以下の形状である。
所望の平均粒径のシリカ粒子を得るためには、YM−10、YM−100(いずれも商品名、ミリポア社製)等の限外ろ過膜を用いて限外ろ過を行い、粒径が大きすぎたり小さすぎる粒子を除去するか、または適切な重力加速度で遠心分離を行い、上清または沈殿のみを回収することで可能である。
When prepared as described above, spherical or nearly spherical silica particles can be produced. The nearly spherical silica particles specifically have a shape in which the ratio of the major axis to the minor axis is 2 or less.
In order to obtain silica particles having a desired average particle size, ultrafiltration is performed using an ultrafiltration membrane such as YM-10, YM-100 (both trade names, manufactured by Millipore), and the particle size is large. It is possible to remove particles that are too small or too small, or to centrifuge at an appropriate gravitational acceleration and collect only the supernatant or precipitate.

本発明において用いる多糖は、得られるシリカ粒子/多糖の複合粒子及びシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子のゼータ電位を負に保つ観点から、アニオン性多糖または電荷的に中性の多糖であることが好ましい。
前記アニオン性多糖、前記電荷的に中性の多糖としては、特に制限はないが、アルギン酸、デキストラン、ヒアルロン酸、セルロース、ヘパリンなどが挙げられ、なかでも前記アニオン性多糖としてはアルギン酸であることが好ましく、前記中性の多糖としては、デキストランであることが好ましい。またこれら多糖の分子量については特に制限はないが、1000〜1000000であることが好ましく、20000〜100000であることがより好ましい(本発明においては、特に断りのない限り、分子量とは重量平均分子量を意味する。高分子化合物は多分散系であり、必ずしも同一の分子量または粒子量を持たない。したがって、分子量を測定して得られた値は、なんらかの形で平均された平均分子量になる。その主なものは次の3種類である。すなわち、1)数平均分子量Mn、2)重量平均分子量Mw、3)Z平均分子量Mzであり、Mn<Mw<Mzの関係が成立する。)。
The polysaccharide used in the present invention is an anionic polysaccharide or a charge-neutral polysaccharide from the viewpoint of keeping negative the zeta potential of the resulting silica particles / polysaccharide composite particles and silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particles. It is preferable.
The anionic polysaccharide and the charge-neutral polysaccharide are not particularly limited, and examples include alginic acid, dextran, hyaluronic acid, cellulose, heparin, and the like. Among them, the anionic polysaccharide is alginic acid. Preferably, the neutral polysaccharide is preferably dextran. The molecular weight of these polysaccharides is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 20,000 to 100,000 (in the present invention, unless otherwise specified, the molecular weight is the weight average molecular weight). The polymer compound is a polydisperse system and does not necessarily have the same molecular weight or particle weight, so the value obtained by measuring the molecular weight is the average molecular weight averaged in some form. There are the following three types: 1) number average molecular weight Mn, 2) weight average molecular weight Mw, 3) Z average molecular weight Mz, and a relationship of Mn <Mw <Mz is established. ).

前記多糖の外側に吸着または共有結合させる生体分子としては、抗原、抗体、DNA、RNA、糖、糖鎖、リガンド、受容体、ペプチド又は化学物質などが挙げられる。
ここで、リガンドとはタンパク質と特異的に結合する物質をいい、例えば、酵素に結合する基質、補酵素、調節因子、あるいはホルモン、神経伝達物質などをいい、低分子量の分子やイオンばかりでなく、高分子量の物質も含む。
また化学物質とは天然有機化合物に限らず、人工的に合成された生理活性を有する化合物や環境ホルモン等を含む。
Examples of biomolecules that are adsorbed or covalently bonded to the outside of the polysaccharide include antigens, antibodies, DNA, RNA, sugars, sugar chains, ligands, receptors, peptides, and chemical substances.
Here, a ligand refers to a substance that specifically binds to a protein, such as a substrate that binds to an enzyme, a coenzyme, a regulatory factor, a hormone, or a neurotransmitter, as well as a low molecular weight molecule or ion. Also includes high molecular weight materials.
The chemical substances are not limited to natural organic compounds, but include artificially synthesized physiologically active compounds and environmental hormones.

本発明において、用いる前記シリカ粒子の平均粒径が1nm〜1μmであることが好ましく、20nm〜500nmであることがより好ましい。
本発明の複合粒子の平均粒径は、特に制限はないが1nm〜1μmであることが好ましい。
本発明において、前記平均粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)等の画像から無作為に選択した50個のシリカ粒子又は複合粒子の合計の投影面積からシリカ粒子又は複合粒子の占有面積を画像処理装置によって求め、この合計の占有面積を、選択したシリカ粒子又は複合粒子の個数(50個)で割った値に相当する円の直径の平均値(平均円相当直径)を求めたものである。
前記平均粒径は、一次粒子が凝集してなる二次粒子を含む概念の後述する「動的光散乱法による粒度」とは異なり、一次粒子のみからなる粒子の平均粒径である。
In this invention, it is preferable that the average particle diameter of the said silica particle to be used is 1 nm-1 micrometer, and it is more preferable that it is 20 nm-500 nm.
The average particle size of the composite particles of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 nm to 1 μm.
In the present invention, the average particle size is calculated from the total projected area of 50 silica particles or composite particles randomly selected from an image such as a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM). Alternatively, the area occupied by the composite particles is obtained by an image processing apparatus, and the average value of the diameters of the circles corresponding to the value obtained by dividing the total occupied area by the number of selected silica particles or composite particles (50 particles) (corresponding to the average circle) (Diameter).
The average particle diameter is an average particle diameter of particles composed of only primary particles, unlike the “particle size by dynamic light scattering method” described later, which is a concept including secondary particles formed by aggregation of primary particles.

本発明において、前記複合粒子の「動的光散乱法による粒度」とは、動的光散乱法により測定され、前記の平均粒径とは異なり、一次粒子だけでなく、一次粒子が凝集してなる二次粒子をも含めた概念であり、前記複合粒子の分散安定性を評価する指標となる。
その測定装置としては、ゼータサイザーナノ(商品名;マルバーン社製)が挙げられる。この手法は、微粒子などの光散乱体による光散乱強度の時間変動を測定し、その自己相関関数から光散乱体のブラウン運動速度を計算し、その結果から光散乱体の粒度分布を導出するというものである。
粒度分布の変動係数いわゆるCV値は特に制限はないが、10%以下が好ましく、8%以下がより好ましい。
本明細書及び特許請求の範囲において、単分散とはCV値15%以下の粒子群をいう。
In the present invention, the “particle size by the dynamic light scattering method” of the composite particles is measured by the dynamic light scattering method, and unlike the average particle size, not only the primary particles but also the primary particles are aggregated. This is a concept including the secondary particles, and serves as an index for evaluating the dispersion stability of the composite particles.
An example of the measuring device is Zetasizer Nano (trade name; manufactured by Malvern). This method measures the time fluctuation of the light scattering intensity by the light scatterer such as fine particles, calculates the Brownian motion velocity of the light scatterer from the autocorrelation function, and derives the particle size distribution of the light scatterer from the result. Is.
The variation coefficient of the particle size distribution, the so-called CV value, is not particularly limited, but is preferably 10% or less, more preferably 8% or less.
In the present specification and claims, monodisperse means a particle group having a CV value of 15% or less.

次に、本発明の複合粒子のζ電位について説明する。
分散媒と、それに対して相対的に運動しているコロイド粒子とが接触したときに界面で電荷分離が起こる。このとき粒子表面には粒子と逆の符号を持ったイオンが集まり、層を形成する。これを電気二重層と呼ぶ。粒子表面に十分近い領域では反対電荷を持ったイオンは表面に強く引き付けられ運動性が無いため固定相と呼ばれる。それより外側のイオンは運動性を有しており拡散層と呼ばれる。また固定層と拡散層の接触面を滑り面と呼ぶ。粒子から十分離れた、電荷が中性となっている領域の電位をゼロと定義したときの滑り面の電位がζ電位(以下、単に「ゼータ電位」ということもある)であり、すなわち界面動電電位である。
前記ゼータ電位は、コロイド粒子の分散安定性、凝集性、表面改質等を評価する上での指標となる。すなわち、コロイド粒子は帯電しており、その帯電による静電的反発力の大きさが前記ゼータ電位の絶対値の大きさに対応しているので、前記ゼータ電位の絶対値の大きさは、コロイド粒子の分散安定性の指標となる(例えば、北原文雄、古澤邦夫、尾崎正孝、大島広行、「Zeta Potentialゼータ電位:微粒子界面の物理化学」、サイエンティスト社、1995参照。)。
また、コロイド粒子がマイナスに帯電すると前記ゼータ電位は負の値となるのに対し、コロイド粒子がプラスに帯電すると前記ゼータ電位は正の値となる。
本発明の複合粒子は、pH7の純水中におけるζ電位の絶対値が1〜70mVであることが好ましく、45〜55mVであることがより好ましい。
前記絶対値が小さすぎると、容易に凝集体が生じる。また、前記絶対値が大きすぎると、静電的相互作用によって非特異的吸着が増大する。
ゼータ電位測定装置としては、ゼータサイザーナノ(商品名、マルバーン社製)、ELS−Z1(商品名、大塚電子社製)、NICOMP 380ZLS(商品名、IBC社製)等を用いることができる。
Next, the ζ potential of the composite particles of the present invention will be described.
Charge separation occurs at the interface when the dispersion medium comes into contact with the colloidal particles moving relative to the dispersion medium. At this time, ions having a sign opposite to that of the particles gather on the particle surface to form a layer. This is called an electric double layer. In a region close enough to the particle surface, ions with opposite charges are strongly attracted to the surface and have no mobility, so they are called stationary phases. The ions outside it have mobility and are called diffusion layers. The contact surface between the fixed layer and the diffusion layer is called a sliding surface. The potential of the sliding surface when the potential in a region where the charge is sufficiently far away from the particle is defined as zero is ζ potential (hereinafter sometimes simply referred to as “zeta potential”). Electric potential.
The zeta potential is an index for evaluating the dispersion stability, cohesiveness, surface modification and the like of colloidal particles. That is, since the colloidal particles are charged and the magnitude of the electrostatic repulsion due to the charging corresponds to the magnitude of the absolute value of the zeta potential, the magnitude of the absolute value of the zeta potential is It is an index of the dispersion stability of particles (see, for example, Fumio Kitahara, Kunio Furusawa, Masataka Ozaki, Hiroyuki Oshima, “Zeta Potential Zeta Potential: Physical Chemistry of Fine Particle Interface”, Scientist, 1995).
Further, when the colloidal particles are negatively charged, the zeta potential becomes a negative value, while when the colloidal particles are positively charged, the zeta potential becomes a positive value.
The composite particles of the present invention preferably have an absolute value of ζ potential in pure water of pH 7 of 1 to 70 mV, and more preferably 45 to 55 mV.
If the absolute value is too small, aggregates are easily formed. If the absolute value is too large, nonspecific adsorption increases due to electrostatic interaction.
As the zeta potential measuring device, Zetasizer Nano (trade name, manufactured by Malvern), ELS-Z1 (trade name, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), NICOMP 380ZLS (trade name, manufactured by IBC) and the like can be used.

次に、本発明の複合粒子コロイドについて説明する。
本発明の複合粒子コロイドは、本発明の複合粒子を分散媒中に分散してなる。
前記複合粒子コロイドの分散媒については特に制限はなく、前記複合粒子を均一に分散するものであればよく、親水性の溶媒が好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、水とメタノールの混合溶媒、水とエタノールの混合溶媒、PBS(リン酸緩衝食塩水)、Tris緩衝液、HEPES緩衝液等の緩衝液が挙げられる。
吸着性の高いマイナスのイオン種を含有しているPBS(リン酸緩衝食塩水)、Tris緩衝液、HEPES緩衝液等の緩衝液中で、本発明の複合粒子を使用する場合であっても、前記イオン種が前記複合粒子に静電的引力で吸着し、静電的反発力が弱められ、前記複合粒子が凝集することはない。
また、本発明の複合粒子コロイドには、前述の非特異的吸着をさらに防止する観点から、ポリエチレングリコール(PEG)、血清アルブミン(BSA)などの任意のブロッキング剤を含有させてもよい。
Next, the composite particle colloid of the present invention will be described.
The composite particle colloid of the present invention is obtained by dispersing the composite particles of the present invention in a dispersion medium.
The dispersion medium for the composite particle colloid is not particularly limited as long as it uniformly disperses the composite particles, and is preferably a hydrophilic solvent, for example, water, methanol, ethanol, a mixed solvent of water and methanol, Buffers such as a mixed solvent of water and ethanol, PBS (phosphate buffered saline), Tris buffer, HEPES buffer and the like can be mentioned.
Even in the case of using the composite particles of the present invention in a buffer solution such as PBS (phosphate buffered saline), Tris buffer solution, HEPES buffer solution containing negative ionic species with high adsorptivity, The ionic species are adsorbed to the composite particles by electrostatic attraction, the electrostatic repulsive force is weakened, and the composite particles do not aggregate.
The composite particle colloid of the present invention may contain an arbitrary blocking agent such as polyethylene glycol (PEG) and serum albumin (BSA) from the viewpoint of further preventing the above-mentioned non-specific adsorption.

次に、本発明の分析試薬について説明する。
本発明の分析試薬は、前記複合粒子コロイドを用いてなり、前記複合粒子コロイドに含有される前記複合粒子に、蛍光、吸光、磁性、放射線、pH感受性等の標識を付与することで達成される。前記複合粒子に前記標識を付与する方法としては、前述のように、蛍光色素化合物、吸光化合物、磁性化合物、放射線標識化合物、pH感受性色素化合物等の前記機能性化合物を含有するシリカ粒子を用いて前記複合粒子を製造する方法などが挙げられる。
本発明の分析試薬の具体例としては、生体分子検出試薬、生体分子定量試薬、生体分子分離試薬、生体分子回収試薬または免疫染色用試薬が挙げられる。
本発明の複合粒子コロイドに含有される前記複合粒子が、前記生体分子を分子認識する生体分子ないしは生理活性物質を標的とすることができ、それら標的である生体分子ないしは生理活性物質を検出、定量、分離または回収する分析試薬とすることができる。また、前記生体分子と、標的である生体分子ないしは生理活性物質との分子認識が、抗原−抗体反応である場合は、前記複合粒子コロイドを用いてなる免疫染色用試薬とすることができる。
ここで、分子認識とは、(1)DNA分子間又はDNA−RNA分子間のハイブリダイゼーション、(2)抗原抗体反応、(3)酵素(受容体)−基質(リガンド)間の反応など、生体分子間の特異的相互作用をいう。
Next, the analysis reagent of the present invention will be described.
The analytical reagent of the present invention is achieved by using the composite particle colloid and imparting a label such as fluorescence, light absorption, magnetism, radiation, pH sensitivity to the composite particle contained in the composite particle colloid. . As a method for imparting the label to the composite particles, as described above, silica particles containing the functional compound such as a fluorescent dye compound, a light absorbing compound, a magnetic compound, a radiolabeled compound, and a pH sensitive dye compound are used. Examples include a method for producing the composite particles.
Specific examples of the analysis reagent of the present invention include a biomolecule detection reagent, a biomolecule quantification reagent, a biomolecule separation reagent, a biomolecule recovery reagent, or an immunostaining reagent.
The composite particles contained in the composite particle colloid of the present invention can target biomolecules or bioactive substances that recognize the biomolecules, and detect and quantify the target biomolecules or bioactive substances. It can be an analytical reagent to be separated or recovered. When the molecular recognition between the biomolecule and the target biomolecule or physiologically active substance is an antigen-antibody reaction, an immunostaining reagent using the composite particle colloid can be used.
Here, molecular recognition refers to (1) hybridization between DNA molecules or DNA-RNA molecules, (2) antigen-antibody reaction, (3) reaction between enzyme (receptor) and substrate (ligand), etc. A specific interaction between molecules.

次に、本発明の複合粒子の製造方法について説明する。
本発明のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法は、シリカ粒子と多糖とを塩基性溶液中で混合することにより前記シリカ粒子の表面に前記多糖が吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子を製造する工程(以下、単に「前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程」という。)を有することを特徴とする。
本発明の複合粒子の製造方法において、用いるシリカ粒子は、前述のゾル−ゲル法等任意の調製方法によって得られたシリカ粒子であることが好ましく、前述のように、国際公開2007/074722A1公報に記載された調製方法に準じて得られた、機能性化合物を含有するシリカ粒子であることが特に好ましい。多糖についての好ましい具体例、分子量等については前述の通りである。
本発明の複合粒子の製造方法において、前記塩基性溶液については塩基性物質を含有する限り特に制限はないが、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液が挙げられる。
前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程における混合液中の塩基性物質の濃度は、前記塩基性物質がアンモニアの場合は、0.01質量%〜5質量%であることが好ましく、0.1質量%〜1質量%であることがより好ましい。前記塩基性物質が水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの場合は、0.001質量%〜0.5質量%であることが好ましく、0.01質量%〜0.1質量%であることがより好ましい。
Next, the manufacturing method of the composite particle of this invention is demonstrated.
The method for producing a composite particle of silica particles / polysaccharide / biomolecule of the present invention is a silica particle / polysaccharide formed by adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particle by mixing the silica particle and the polysaccharide in a basic solution. And a step of producing the composite particles (hereinafter simply referred to as “step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles”).
In the method for producing composite particles of the present invention, the silica particles to be used are preferably silica particles obtained by an arbitrary preparation method such as the sol-gel method described above, and as described above, in International Publication No. 2007 / 074722A1. Silica particles containing a functional compound obtained according to the described preparation method are particularly preferred. Preferred specific examples, molecular weights, etc. of the polysaccharide are as described above.
In the method for producing composite particles of the present invention, the basic solution is not particularly limited as long as it contains a basic substance, and examples thereof include ammonia water, an aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous potassium hydroxide solution.
The concentration of the basic substance in the mixed solution in the step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles is preferably 0.01% by mass to 5% by mass when the basic substance is ammonia. More preferably, the content is 1% by mass to 1% by mass. When the basic substance is sodium hydroxide or potassium hydroxide, it is preferably 0.001% by mass to 0.5% by mass, and more preferably 0.01% by mass to 0.1% by mass. .

前記シリカ粒子表面に前記多糖が吸着する理由は定かではないが、前記塩基性溶液により、シリカ粒子表面に存在するシロキサン結合の一部が解離しシリカ粒子表面が活性化し、前記多糖の酸素原子とシリカ粒子表面の活性化したケイ素原子とが吸着又は結合を起こすと考えられる。
本発明の複合粒子の製造方法において、前記シリカ粒子と混合させる前記多糖の使用量としては、前記シリカ粒子100質量部に対し、0.5質量部以上が好ましく、前記シリカ粒子100質量部に対し、1〜50質量部がより好ましく、5〜20質量部がさらに好ましい。
また、前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程において混合液における前記シリカ粒子の濃度は、前記粒子が安定に分散する濃度であれば特に制限はないが、10質量%以下であることが好ましく、0.2〜5質量%であることがより好ましい。
前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程において、前記シリカ粒子と前記多糖とを塩基性条件で混合するときの混合時間は、混合操作1回あたり15分〜24時間であることが好ましい。また、混合時の前記混合液の温度は0℃〜60℃が好ましい。
前記吸着反応後、前記粒子と前記シリカ粒子に吸着していない多糖との分離は、遠心分離または限外ろ過によって可能である。
前記多糖の吸着処理が出来たかどうかの確認は、混合液から遠心分離または限外ろ過で粒子を除去して得られる溶液をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で測定し、前記多糖の減少量を定量することで行うことができる。HPLCに用いるカラム及び検出器に特に制限はないが、前記カラムとしてはTSKgel G3000PWXL(東ソー社製)、検出器としては、Shodex RI SE−61(昭和電工社製)などを用いることができる。
Although the reason why the polysaccharide is adsorbed on the surface of the silica particles is not clear, the basic solution dissociates part of the siloxane bonds existing on the surface of the silica particles and activates the surface of the silica particles, and the oxygen atoms of the polysaccharide It is considered that the activated silicon atoms on the surface of the silica particles cause adsorption or bonding.
In the method for producing composite particles of the present invention, the amount of the polysaccharide to be mixed with the silica particles is preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the silica particles, and with respect to 100 parts by mass of the silica particles. 1 to 50 parts by mass is more preferable, and 5 to 20 parts by mass is more preferable.
Further, the concentration of the silica particles in the mixed solution in the step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles is not particularly limited as long as the concentration of the particles is stably dispersed, but may be 10% by mass or less. Preferably, it is 0.2-5 mass%.
In the step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles, the mixing time when the silica particles and the polysaccharide are mixed under basic conditions is preferably 15 minutes to 24 hours per mixing operation. The temperature of the mixed solution during mixing is preferably 0 ° C to 60 ° C.
After the adsorption reaction, the particles can be separated from the polysaccharide not adsorbed on the silica particles by centrifugation or ultrafiltration.
To confirm whether the polysaccharide has been adsorbed or not, measure the solution obtained by removing particles from the mixture by centrifugation or ultrafiltration using HPLC (high performance liquid chromatography), and quantify the decrease in the polysaccharide. Can be done. The column and detector used for HPLC are not particularly limited, but TSKgel G3000PWXL (manufactured by Tosoh Corporation) can be used as the column, and Shodex RI SE-61 (manufactured by Showa Denko) can be used as the detector.

前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程において、前記シリカ粒子のコロイドと、前記多糖と、前記塩基性溶液を混合する手順に特に制限はなく、前記シリカ粒子のコロイドに前記多糖を混合してから塩基性溶液を混合してもよいし、前記シリカ粒子のコロイドに前記塩基性溶液を混合してから前記多糖を混合してもよいし、前記多糖と前記塩基性溶液の混合液を前記シリカ粒子のコロイドに加えてもよい。
また、前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着する工程において、前記シリカ粒子のコロイドと、前記多糖と、前記塩基性溶液を混合後、前記混合液を遠心分離してシリカ粒子を沈降させ、上清液を除去し、これに分散媒、多糖、塩基性溶液を加えて再度混合する工程を含んでいてもよい。混合液を遠心分離してシリカ粒子を沈降させ、上清液を除去し、これに分散媒、多糖、塩基性溶液を加えて再度混合する工程は複数回繰り返してもよい。
In the step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles, the procedure for mixing the colloid of the silica particles, the polysaccharide, and the basic solution is not particularly limited, and the polysaccharide is mixed with the colloid of the silica particles. The basic solution may be mixed, the colloid of silica particles may be mixed with the basic solution, and then the polysaccharide may be mixed, or the mixed solution of the polysaccharide and the basic solution may be mixed with the basic solution. It may be added to the colloid of silica particles.
Further, in the step of adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles, after mixing the colloid of silica particles, the polysaccharide and the basic solution, the mixture is centrifuged to precipitate the silica particles, A step of removing the clear liquid, adding a dispersion medium, a polysaccharide and a basic solution thereto and mixing them again may be included. The step of centrifuging the mixed solution to precipitate the silica particles, removing the supernatant, adding the dispersion medium, polysaccharide and basic solution thereto and mixing again may be repeated a plurality of times.

本発明において、前記シリカ粒子の表面に前記多糖を吸着させることにより、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子の表面に官能基の導入が可能である。例えばアルギン酸又はヒアルロン酸を吸着させることにより、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子の表面にカルボキシル基が導入され、デキストラン又はセルロースを吸着させることにより、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子の表面に水酸基が導入される。これらの官能基を利用して、縮合剤ないしは架橋剤の存在下、前記複合粒子と前記生体分子との共有結合形成が可能となる。   In the present invention, it is possible to introduce a functional group to the surface of the composite particle of silica particles / polysaccharide by adsorbing the polysaccharide on the surface of the silica particles. For example, by adsorbing alginic acid or hyaluronic acid, a carboxyl group is introduced on the surface of the composite particle of silica particles / polysaccharide, and by adsorbing dextran or cellulose, the surface of the composite particle of silica particle / polysaccharide is adsorbed. A hydroxyl group is introduced. Utilizing these functional groups, covalent bonds can be formed between the composite particles and the biomolecules in the presence of a condensing agent or a crosslinking agent.

本発明のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法において、前記シリカ粒子の表面及び/又は前記多糖と、前記生体分子との複合化が、縮合剤ないしは架橋剤の存在下又は非存在下にて、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子のコロイドと前記生体分子の溶液とを混合することにより行われることが好ましい。
ここで「複合化」とは、吸着又は共有結合形成による一体化をいう。
具体的には、縮合剤等の非存在下、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子のコロイドと前記生体分子の溶液とを混合することにより、前記生体分子は、前記シリカ粒子の表面及び/又は前記多糖と吸着することができる。
また、前記生体分子は、縮合剤により直接または架橋剤を介して前記多糖の前記官能基と共有結合することができる。
用いる前記縮合剤ないしは架橋剤の具体例としては、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミド(EMCS)、グルタルアルデヒド、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)等が挙げられる。
複合化に用いる前記縮合剤ないしは架橋剤の当量数、前記コロイドの分散媒、前記生体分子の溶液の溶媒の種類・容量、及び反応温度等の反応条件については複合化が進行する限り特に制限はない。
前記複合化した後、前記複合粒子と前記シリカ粒子に複合化していない前記生体分子との分離は、遠心分離または限外ろ過によって可能である。
前記シリカ粒子の表面及び前記多糖と、前記生体分子とを複合化した後は、前述の非特異的吸着をさらに防止する観点から、PEG、BSAなどの任意のブロッキング剤でブロッキング処理を施してもよい。
前記生体分子の複合化が出来たかどうかの確認は、混合液から遠心分離または限外ろ過で粒子を除去した溶液に含まれる前記生体分子を一般的なタンパク質定量法(例えば、UV法、Lowry法、Bradford法)で定量し、減少した前記生体分子の量を定量することで行うことができる。
In the method for producing a composite particle of silica particles / polysaccharide / biomolecule of the present invention, the surface of the silica particle and / or the polysaccharide and the biomolecule may be complexed in the presence or absence of a condensing agent or a crosslinking agent. It is preferably carried out by mixing a colloid of the composite particles of silica particles / polysaccharide and a solution of the biomolecule below.
Here, “composite” refers to integration by adsorption or covalent bond formation.
Specifically, by mixing the colloid of the composite particles of silica particles / polysaccharide and the solution of the biomolecules in the absence of a condensing agent or the like, the biomolecules can be obtained on the surface of the silica particles and / or It can be adsorbed with the polysaccharide.
Further, the biomolecule can be covalently bonded to the functional group of the polysaccharide directly by a condensing agent or via a crosslinking agent.
Specific examples of the condensing agent or cross-linking agent used include N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide (EMCS), glutaraldehyde, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and the like. Can be mentioned.
There are no particular restrictions on the reaction conditions such as the number of equivalents of the condensing agent or cross-linking agent used for conjugation, the type of colloidal dispersion medium, the type and volume of the solvent of the biomolecule solution, and the reaction temperature. Absent.
After the complexing, separation of the composite particles and the biomolecules that are not complexed with the silica particles can be performed by centrifugation or ultrafiltration.
After complexing the surface of the silica particles and the polysaccharide and the biomolecule, from the viewpoint of further preventing the above-mentioned non-specific adsorption, a blocking treatment such as PEG or BSA may be performed. Good.
Whether or not the biomolecules are complexed can be confirmed by analyzing the biomolecules contained in the solution obtained by removing particles from the mixed solution by centrifugation or ultrafiltration using a general protein quantification method (for example, UV method, Lowry method). , Bradford method), and the amount of the reduced biomolecule can be quantified.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、以下の実施例において「部」とは「質量部」を表し、「%」は「質量%」を表し、「分子量」は「重量平均分子量」を表す。
参考例 (本発明の複合粒子の製造に用いるシリカ粒子の調製)
5−(及び−6)−カルボキシテトラメチルローダミン・スクシンイミジルエステル(商品名、emp Biotech GmbH社製)5.8mgを1mlのジメチルホルムアミド(DMF)に溶解した。ここに2.6μlのAPSを加え、室温(23℃)で1時間反応を行った。
得られた反応液150μlにエタノール44.8ml、TEOS360μl、蒸留水11.2ml、28質量%アンモニア水800μlを加え、室温で24時間反応を行った。
反応液を18000 x gの重力加速度で30分間遠心分離を行い、上清を除去した。沈殿したシリカ粒子に蒸留水を4ml加え、粒子を分散させ、再度18000 x gの重力加速度で30分間遠心分離を行った。本洗浄操作をさらに2回繰り返し、標識シリカナノ粒子分散液に含まれる未反応のTEOSやアンモニア等を除去し、平均粒径26nmのシリカ粒子27.9mgを得た。収率約31%。
図5は、得られたローダミン含有シリカ粒子のSEM写真像を示す図である。図中、白く見える球形状物質が、得られたローダミン含有シリカ粒子である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, in the following examples, “part” represents “part by mass”, “%” represents “mass%”, and “molecular weight” represents “weight average molecular weight”.
Reference Example (Preparation of silica particles used for production of composite particles of the present invention)
5.8 mg of 5- (and -6) -carboxytetramethylrhodamine succinimidyl ester (trade name, manufactured by emp Biotech GmbH) was dissolved in 1 ml of dimethylformamide (DMF). 2.6 μl of APS was added thereto and reacted at room temperature (23 ° C.) for 1 hour.
Ethanol 44.8 ml, TEOS 360 μl, distilled water 11.2 ml and 28% by mass ammonia water 800 μl were added to 150 μl of the obtained reaction solution, and the reaction was performed at room temperature for 24 hours.
The reaction solution was centrifuged for 30 minutes at a gravitational acceleration of 18000 × g, and the supernatant was removed. 4 ml of distilled water was added to the precipitated silica particles to disperse the particles, and the mixture was again centrifuged for 30 minutes at a gravitational acceleration of 18000 × g. This washing operation was further repeated twice to remove unreacted TEOS, ammonia and the like contained in the labeled silica nanoparticle dispersion, thereby obtaining 27.9 mg of silica particles having an average particle diameter of 26 nm. Yield about 31%.
FIG. 5 is a view showing an SEM photograph image of the obtained rhodamine-containing silica particles. In the figure, the spherical substance that appears white is the obtained rhodamine-containing silica particles.

実施例1 (ローダミン含有シリカ粒子の表面へのアルギン酸の吸着)
参考例と同様な方法により得られた、濃度33.4mg/mlのローダミン含有シリカ粒子(平均粒径26nm)の分散液300μl(分散媒蒸留水)に、蒸留水590μlと、濃度10mg/mlのアルギン酸ナトリウム水溶液(重量平均分子量70000)を100μl加え、撹拌子でよく撹拌した。続いて、濃度1Mの水酸化ナトリウム水溶液を10μl加え、コロイドを室温(23℃)で1時間撹拌した。得られたコロイドを15,000×Gの重力加速度で30分遠心分離し、上清を除去した。ここに蒸留水を890μl加え、粒子を再分散させた。続いて、10mg/mlのアルギン酸ナトリウム水溶液を100μl加え撹拌子でよく撹拌したあと、1Mの水酸化ナトリウム水溶液を10μl加え、1時間撹拌した。このコロイドを15,000×Gの重力加速度で30分遠心分離し、上清を除去後、蒸留水を1ml加え粒子を分散させた。同様にして更に2回遠心分離と蒸留水への分散を繰り返して粒子を洗浄し、蒸留水1mlに分散させ、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子(平均粒径26nm)のコロイドを得た(収量10.0mg/ml×1ml)。
(分散安定性試験)
得られたコロイド50μlをキュベットに入れ、さらに蒸留水850μlと、50mM KHPO水溶液(pH7.0)100μlを加えた。この混合液に10質量%のNaCl水溶液を100μl加え、ピペットで軽く混合後、室温で静置し、粒度分布の経時変化を動的光散乱法による粒度分布測定装置(ゼータサイザーナノ、マルバーン社製)で測定した。
図1はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。横軸は、動的光散乱法による粒度(nm)を表し、縦軸は、各粒度における粒子数の割合(%)を表す。以下同様である。
図1から明らかなように、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子のコロイドは、24時間経過後でもほとんど粒度分布に変化はなかった。このことから、本発明の複合粒子は、塩を含む分散媒中においても、2次粒子を形成して凝集することなく、分散安定性に優れることが分かる。
Example 1 (Adsorption of alginic acid on the surface of rhodamine-containing silica particles)
In a 300 μl dispersion (dispersion medium distilled water) of rhodamine-containing silica particles (average particle size 26 nm) having a concentration of 33.4 mg / ml obtained by the same method as in the reference example, 590 μl of distilled water and a concentration of 10 mg / ml 100 μl of a sodium alginate aqueous solution (weight average molecular weight 70000) was added and well stirred with a stir bar. Subsequently, 10 μl of 1 M sodium hydroxide aqueous solution was added, and the colloid was stirred at room temperature (23 ° C.) for 1 hour. The resulting colloid was centrifuged for 30 minutes at a gravitational acceleration of 15,000 × G, and the supernatant was removed. 890 μl of distilled water was added thereto to redisperse the particles. Subsequently, 100 μl of 10 mg / ml sodium alginate aqueous solution was added and stirred well with a stir bar, then 10 μl of 1M sodium hydroxide aqueous solution was added and stirred for 1 hour. The colloid was centrifuged for 30 minutes at a gravitational acceleration of 15,000 × G. After removing the supernatant, 1 ml of distilled water was added to disperse the particles. Similarly, centrifugal separation twice and dispersion in distilled water were repeated to wash the particles, and the particles were dispersed in 1 ml of distilled water to obtain a colloid of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles (average particle size 26 nm) ( Yield 10.0 mg / ml x 1 ml).
(Dispersion stability test)
50 μl of the obtained colloid was put into a cuvette, and 850 μl of distilled water and 100 μl of 50 mM KH 2 PO 4 aqueous solution (pH 7.0) were further added. 100 μl of 10% by weight NaCl aqueous solution was added to this mixed solution, mixed lightly with a pipette, and allowed to stand at room temperature, and the time-dependent change in particle size distribution was measured by a dynamic light scattering method (Zetasizer Nano, manufactured by Malvern). ).
FIG. 1 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles. The horizontal axis represents the particle size (nm) by the dynamic light scattering method, and the vertical axis represents the ratio (%) of the number of particles in each particle size. The same applies hereinafter.
As is apparent from FIG. 1, the particle size distribution of the colloid of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles hardly changed even after 24 hours. From this, it can be seen that the composite particles of the present invention are excellent in dispersion stability without forming a secondary particle and aggregating even in a dispersion medium containing a salt.

実施例2 (ローダミン含有シリカ粒子の表面へのアルギン酸の吸着)
参考例と同様な方法により得られた、濃度10mg/mlのローダミン含有シリカ粒子(平均粒径26nm)の分散液8.8ml(分散媒蒸留水)に、濃度10mg/mlのアルギン酸ナトリウム水溶液を1ml加え、撹拌子でよく撹拌した。続いて、28質量%のアンモニア水を200μl加え、コロイドを室温で1時間撹拌した。得られたコロイドを15,000×Gの重力加速度で30分遠心分離し、上清を除去した。ここに蒸留水を8.8ml加え、粒子を再分散させた。続いて濃度が10mg/mlのアルギン酸ナトリウム水溶液を1ml加え、撹拌子でよく撹拌したあと、28質量%のアンモニア水を200μl加え、1時間撹拌した。このコロイドを15,000×Gの重力加速度で30分遠心分離し、上清を除去後、蒸留水を10ml加え粒子を分散させた。同様にして更に2回遠心分離と蒸留水への分散を繰り返して粒子を洗浄し、蒸留水1mlに分散させ、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子(平均粒径26nm)のコロイドを得た(コロイドA、収量8.8mg/ml×10ml)。コロイドA100μlに蒸留水を900μl加えて1mlとし、ゼータ電位測定装置(ゼータサイザーナノ、マルバーン社製)を用いてゼータ電位を測定したところ、ゼータ電位は51.4mVであった。
(分散安定性試験)
コロイドA50μlをキュベットに入れ、さらに蒸留水850μlと、50mM KHPO水溶液(pH7.0)100μlを加えた。この混合液に10質量%のNaCl水溶液を100μl加え、ピペットで軽く混合後、室温で静置し、粒度分布の経時変化を動的光散乱法による粒度分布測定装置(ゼータサイザーナノ、マルバーン社製)で測定した。
図2はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。
図2から明らかなように、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子のコロイドは、24時間経過後でもほとんど粒度分布に変化はなかった。このことから、本発明の複合粒子は、塩を含む分散媒中においても、2次粒子を形成して凝集することなく、分散安定性に優れることが分かる。
Example 2 (Adsorption of alginic acid on the surface of rhodamine-containing silica particles)
1 ml of a 10 mg / ml aqueous sodium alginate solution was added to 8.8 ml (dispersion medium distilled water) of a rhodamine-containing silica particle having a concentration of 10 mg / ml (average particle size 26 nm) obtained by the same method as in the Reference Example. In addition, the mixture was well stirred with a stirring bar. Subsequently, 200 μl of 28 mass% ammonia water was added, and the colloid was stirred at room temperature for 1 hour. The resulting colloid was centrifuged for 30 minutes at a gravitational acceleration of 15,000 × G, and the supernatant was removed. 8.8 ml of distilled water was added thereto to redisperse the particles. Subsequently, 1 ml of an aqueous sodium alginate solution having a concentration of 10 mg / ml was added, and after stirring well with a stirrer, 200 μl of 28% by mass of aqueous ammonia was added and stirred for 1 hour. The colloid was centrifuged at a gravitational acceleration of 15,000 × G for 30 minutes, and after removing the supernatant, 10 ml of distilled water was added to disperse the particles. Similarly, centrifugal separation twice and dispersion in distilled water were repeated to wash the particles, and the particles were dispersed in 1 ml of distilled water to obtain a colloid of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles (average particle size 26 nm) ( Colloid A, yield 8.8 mg / ml × 10 ml). When 900 μl of distilled water was added to 100 μl of colloid A to make 1 ml, and the zeta potential was measured using a zeta potential measuring device (Zeta Sizer Nano, manufactured by Malvern), the zeta potential was 51.4 mV.
(Dispersion stability test)
50 μl of colloid A was put in a cuvette, and further 850 μl of distilled water and 100 μl of 50 mM KH 2 PO 4 aqueous solution (pH 7.0) were added. 100 μl of 10% by weight NaCl aqueous solution was added to this mixed solution, mixed lightly with a pipette, and allowed to stand at room temperature, and the time-dependent change in particle size distribution was measured by a dynamic light scattering method (Zetasizer Nano, manufactured by Malvern). ).
FIG. 2 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles.
As apparent from FIG. 2, the colloid of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles hardly changed the particle size distribution even after 24 hours. From this, it can be seen that the composite particles of the present invention are excellent in dispersion stability without forming a secondary particle and aggregating even in a dispersion medium containing a salt.

実施例3 (ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子への抗体の複合化)
遠心管に50mM KHPO(pH6.5)を1mLと、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子(平均粒径26nm)のコロイド(10mg/mL)9mLを加えて軽く撹拌した。遠心管に抗hCG抗体(Anti−hCG clone codes/5008, Medix Biochemica社製)1mL(60μg/mL)を撹拌しながら加え、室温で1時間静置した。これに1質量%のPEG(ポリエチレングリコール、分子量20000、和光純薬工業社製)を0.55mL加え軽く撹拌し、更に10%BSAを1.1mL加え軽く撹拌した。
混合液を12,000×Gで15分間遠心分離し、上清を1mL程度残して取り除き、残した上清に沈殿を分散させた。この分散液に保存用バッファー(20mM Tris−HCl(pH 8.2), 0.05% PEG20,000, 1%BSA, 0.1%NaN)を20mL加え、再度遠心分離し、上清を1mL程度残して取り除き、残した上清に沈殿を分散させた(コロイドB)。コロイドB100μlに蒸留水を900μl加えて1mlとし、15,000×Gの重力加速度で30分遠心分離し、上清を除去後、蒸留水を1ml加え粒子を分散させた。同様にして更に1回遠心分離し、粒子を蒸留水1mlに分散させた。得られたコロイドのゼータ電位測定装置(ゼータサイザーナノ、マルバーン社製)を用いてゼータ電位を測定したところ、ゼータ電位は50.1mVであった。
Example 3 (Conjugation of antibody to rhodamine-containing silica particles / alginate composite particles)
To the centrifuge tube, 1 mL of 50 mM KH 2 PO 4 (pH 6.5) and 9 mL of colloid (10 mg / mL) of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles (average particle size: 26 nm) were added and stirred gently. 1 mL (60 μg / mL) of an anti-hCG antibody (Anti-hCG clone codes / 5008, manufactured by Medix Biochemical) was added to the centrifuge tube with stirring, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. 0.55 mL of 1% by mass of PEG (polyethylene glycol, molecular weight 20000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto and stirred gently, and 1.1 mL of 10% BSA was further added and stirred gently.
The mixed solution was centrifuged at 12,000 × G for 15 minutes, and about 1 mL of the supernatant was removed, and the precipitate was dispersed in the remaining supernatant. To this dispersion, 20 mL of a storage buffer (20 mM Tris-HCl (pH 8.2), 0.05% PEG 20,000, 1% BSA, 0.1% NaN 3 ) was added, centrifuged again, and the supernatant was recovered. About 1 mL was left and removed, and the precipitate was dispersed in the remaining supernatant (colloid B). 900 μl of distilled water was added to 100 μl of colloid B to make 1 ml, and centrifuged at 15,000 × G for 30 minutes at a gravitational acceleration. After removing the supernatant, 1 ml of distilled water was added to disperse the particles. In the same manner, the mixture was further centrifuged once, and the particles were dispersed in 1 ml of distilled water. When the zeta potential was measured using the obtained colloid zeta potential measuring device (Zeta Sizer Nano, manufactured by Malvern), the zeta potential was 50.1 mV.

(分散安定性試験)
コロイドB10μlをキュベットに入れ、さらに蒸留水890μlと、50mM KHPO水溶液(pH7.0)100μlを加えた。この混合液に10質量%のNaCl水溶液を100μl加え、ピペットで軽く混合後、室温で静置し、粒度分布の経時変化を動的光散乱法による粒度分布測定装置(ゼータサイザーナノ、マルバーン社製)で測定した。
図3はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。
図3から明らかなように、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子(平均粒径26nm)のコロイドは、24時間経過後でも分散を維持し、粒度分布の大きな変化はなかった。このことから、本発明の複合粒子は、塩を含む分散媒中においても、2次粒子を形成して凝集することなく、分散安定性に優れることが分かる。
(Dispersion stability test)
10 μl of colloid B was placed in a cuvette, and further 890 μl of distilled water and 100 μl of 50 mM KH 2 PO 4 aqueous solution (pH 7.0) were added. 100 μl of 10% by weight NaCl aqueous solution was added to this mixed solution, mixed lightly with a pipette, and allowed to stand at room temperature, and the time-dependent change in particle size distribution was measured by a dynamic light scattering method (Zetasizer Nano, manufactured by Malvern). ).
FIG. 3 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particles.
As is apparent from FIG. 3, the colloid of rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particles (average particle size 26 nm) maintained dispersion even after 24 hours, and there was no significant change in the particle size distribution. From this, it can be seen that the composite particles of the present invention are excellent in dispersion stability without forming a secondary particle and aggregating even in a dispersion medium containing a salt.

(分子認識試験)
続いて、前記得られたローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子コロイド(コロイドB)100μlを96穴マイクロプレートのウェルの1つに入れた。次に、抗IgG抗体(Anti Mouse IgG、Dako社製)が1mg/mL含まれる溶液(50mMKHPO,pH7.0)を用意した。図4は、分子認識試験に用いたストリップ1の平面図である。一方の末端2から約15mmの位置3にライン状に、前記溶液を0.75μL/cmの塗布量(約1mm幅)で塗布したメンブレン4(Hi−Flow Plus120 membrane、MILLIPORE社製)を5mm幅にカットし、ストリップ1(丈25mm)とした。
前記末端をローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子コロイドに浸し、1時間放置した。
図4から明らかなように、抗IgG抗体がライン状に塗布された部分3が赤く発色し、ローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子が形成されていることが確認された。また、本発明の複合粒子が分析試薬として好適であることが分かる。
(Molecular recognition test)
Subsequently, 100 μl of the obtained rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particle colloid (colloid B) was placed in one well of a 96-well microplate. Next, a solution (50 mM KH 2 PO 4 , pH 7.0) containing 1 mg / mL of an anti-IgG antibody (Anti Mouse IgG, manufactured by Dako) was prepared. FIG. 4 is a plan view of the strip 1 used in the molecular recognition test. Membrane 4 (Hi-Flow Plus 120 membrane, manufactured by MILLIPORE) coated with the above solution at a coating amount (about 1 mm width) of 0.75 μL / cm in a line shape at a position 3 about 15 mm from one end 2 is 5 mm wide. To be a strip 1 (length 25 mm).
The ends were immersed in rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particle colloid and allowed to stand for 1 hour.
As is clear from FIG. 4, it was confirmed that the portion 3 where the anti-IgG antibody was applied in a line was colored red, and rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particles were formed. Moreover, it turns out that the composite particle of this invention is suitable as an analysis reagent.

図1はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。FIG. 1 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles. 図2はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。FIG. 2 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginic acid composite particles. 図3はローダミン含有シリカ粒子/アルギン酸/抗hCG抗体の複合粒子の粒度分布の経時変化を示した図である。FIG. 3 is a graph showing the change over time in the particle size distribution of rhodamine-containing silica particles / alginate / anti-hCG antibody composite particles. 図4は、実施例3の分子認識試験に用いたストリップの平面図である。4 is a plan view of the strip used in the molecular recognition test of Example 3. FIG. 図5は、参考例で得られたシリカ粒子のSEM写真像を示す図である。FIG. 5 is a view showing an SEM photograph image of the silica particles obtained in the reference example.

Claims (17)

シリカ粒子の表面に多糖が吸着し、さらに前記シリカ粒子の表面及び前記多糖の外側に生体分子が吸着又は共有結合してなるシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子。   A silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particle in which a polysaccharide is adsorbed on the surface of a silica particle and a biomolecule is adsorbed or covalently bonded to the surface of the silica particle and the outside of the polysaccharide. 前記生体分子が、抗原、抗体、DNA、RNA、糖、糖鎖、リガンド、受容体、ペプチド及び化学物質からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。   2. The biomolecule according to claim 1, wherein the biomolecule is at least one selected from the group consisting of antigens, antibodies, DNA, RNA, sugars, sugar chains, ligands, receptors, peptides, and chemical substances. Composite particles. 前記シリカ粒子の平均粒径が1nm〜1μmであり、前記多糖の重量平均分子量が1000〜1000000である請求項1または2に記載の複合粒子。   3. The composite particle according to claim 1, wherein the silica particle has an average particle diameter of 1 nm to 1 μm, and the polysaccharide has a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000. pH7の純水中におけるζ電位の絶対値が1〜70mVである請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合粒子。   The composite particle according to any one of claims 1 to 3, wherein an absolute value of ζ potential in pure water at pH 7 is 1 to 70 mV. 前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合粒子。   The composite particle according to any one of claims 1 to 4, wherein the polysaccharide is alginic acid or dextran. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子が分散媒中に分散してなる複合粒子コロイド。   A composite particle colloid obtained by dispersing the silica particle / polysaccharide / biomolecule composite particle according to any one of claims 1 to 5 in a dispersion medium. 前記分散媒が緩衝液である請求項6に記載の複合粒子コロイド。   The composite particle colloid according to claim 6, wherein the dispersion medium is a buffer solution. 請求項6又は7に記載の複合粒子コロイドを用いてなる分析試薬。   An analytical reagent comprising the composite particle colloid according to claim 6 or 7. シリカ粒子と多糖とを塩基性溶液中で混合することにより前記シリカ粒子の表面に前記多糖が吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子を製造する工程を有することを特徴とするシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法。   Silica particles / polysaccharides comprising a step of producing silica particles / polysaccharide composite particles in which the polysaccharides are adsorbed on the surfaces of the silica particles by mixing silica particles and polysaccharides in a basic solution. / Method for producing biomolecule composite particles. 前記塩基性溶液がアンモニア水溶液であることを特徴とする請求項9に記載の製造方法。   The method according to claim 9, wherein the basic solution is an aqueous ammonia solution. 前記シリカ粒子の表面及び前記多糖と、前記生体分子との吸着又は共有結合形成が、縮合剤ないしは架橋剤の存在下又は非存在下にて、前記シリカ粒子/多糖の前記複合粒子のコロイドと前記生体分子の溶液とを混合することにより行われることを特徴とする請求項9又は10に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法。   Adsorption or covalent bond formation between the surface of the silica particles and the polysaccharide and the biomolecule is performed in the presence or absence of a condensing agent or a crosslinking agent, and the colloid of the composite particles of the silica particles / polysaccharide and the The method for producing composite particles of silica particles / polysaccharide / biomolecule according to claim 9 or 10, wherein the method is performed by mixing with a biomolecule solution. 前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする、請求項9〜11のいずれか1項に記載のシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法。   The method for producing composite particles of silica particles / polysaccharide / biomolecule according to any one of claims 9 to 11, wherein the polysaccharide is alginic acid or dextran. 平均粒径が1nm〜1μmであるシリカ粒子の表面に、多糖が吸着し、さらに前記シリカ粒子の表面及び前記多糖の外側に生体分子が吸着または共有結合してなるシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子であって、前記生体分子が、抗原、抗体、DNA、RNA、糖、糖鎖、リガンド、受容体、ペプチド及び化学物質からなる群から選ばれた少なくとも1種であり、かつ前記多糖がアルギン酸またはデキストランであることを特徴とする複合粒子。   Silica particles / polysaccharides / biomolecules formed by adsorbing polysaccharides on the surface of silica particles having an average particle diameter of 1 nm to 1 μm and further adsorbing or covalently binding biomolecules on the surface of the silica particles and outside the polysaccharides. It is a composite particle, and the biomolecule is at least one selected from the group consisting of antigen, antibody, DNA, RNA, sugar, sugar chain, ligand, receptor, peptide and chemical substance, and the polysaccharide is A composite particle characterized by being alginic acid or dextran. 請求項13に記載の複合粒子が分散媒中に分散してなる複合粒子コロイド。   A composite particle colloid obtained by dispersing the composite particles according to claim 13 in a dispersion medium. 請求項14に記載の複合粒子コロイドを用いてなる分析試薬。   An analytical reagent comprising the composite particle colloid according to claim 14. 平均粒径が1nm〜1μmであるシリカ粒子を分散したコロイドと、前記シリカ粒子100質量部に対し0.5質量部以上のアルギン酸またはデキストランとを0.01質量%〜1質量%のアンモニア水溶液中で混合し、前記シリカ粒子の表面に前記アルギン酸またはデキストランが吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子を製造する工程を有することを特徴とするシリカ粒子/多糖/生体分子の複合粒子の製造方法。   A colloid in which silica particles having an average particle diameter of 1 nm to 1 μm are dispersed and 0.5 parts by mass or more of alginic acid or dextran with respect to 100 parts by mass of the silica particles in an aqueous solution of 0.01% by mass to 1% by mass. And a process for producing silica particles / polysaccharide / biomolecule composite particles, wherein the silica particles / polysaccharide composite particles are produced by adsorbing the alginic acid or dextran on the surface of the silica particles. . シリカ粒子の表面に、多糖が吸着してなるシリカ粒子/多糖の複合粒子。
Silica particle / polysaccharide composite particles obtained by adsorbing polysaccharides on the surface of silica particles.
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JP2013505195A (en) * 2009-09-23 2013-02-14 エフエエフ ケミカルズ アクティーゼルスカブ Preparation of mesoporous and macroporous silica gel
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013505195A (en) * 2009-09-23 2013-02-14 エフエエフ ケミカルズ アクティーゼルスカブ Preparation of mesoporous and macroporous silica gel
WO2011152098A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 コニカミノルタエムジー株式会社 Developing solution for immunochromatography method, and measurement method using same
WO2015022914A1 (en) 2013-08-12 2015-02-19 古河電気工業株式会社 Silica particles, each of which has reactive functional group on surface, and method for producing same
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