JP2011093013A - Surface modifying agent for nanoparticle, metallic nanoparticle, and method of manufacturing surface modifying agent for nanoparticle - Google Patents

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Hiroaki Okamura
浩昭 岡村
Junichi Kurawaki
淳一 蔵脇
Leonard Kwati
レオナルド クワティ
Masaki Kawashima
正毅 川島
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SANME CHEMICAL CO Ltd
Kagoshima University NUC
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SANME CHEMICAL CO Ltd
Kagoshima University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface modifying agent for nanoparticles which prevents coagulation of the nanoparticles and also gives functionality, and to provide gold nanoparticles, and a manufacturing method of the surface modifying agent of the nanoparticles. <P>SOLUTION: First hydroxy fatty acid is amide-coupled with cysteamide to form into thiol. The thiol compound is ester-coupled by means of the first hydroxy fatty acid or second hydroxy fatty acid different from the first hydroxy fatty acid. A dendritic molecule having a surface densely covered with a highly hydrophilic hydroxyl group and having a structure in which highly hydrophobic alkyl chains are scarcely arranged is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、機能性が付与されたナノ粒子の表面修飾剤、金属ナノ粒子及びナノ粒子の表面修飾剤の製造方法に関する。   The present invention relates to a nanoparticle surface modifier, a metal nanoparticle, and a method for producing a nanoparticle surface modifier.

従来、金属やポリマーなど様々な原料からナノ粒子を合成することができるようになり、実用的なナノマテリアルの開発が盛んに行われている。例えば、金属ナノ粒子上にDNA分子や糖鎖を結合させた生体内で利用が可能な微小センサーや、ナノ粒子を用いてインフルエンザウイルスを超高感度で検出する方法などが開発されており、化粧品、医薬品、印刷用トナーなどにも応用されている。また、伝導性ナノ粒子として金ナノワイヤーをスズの微粒子ではんだ付けを行う技術も開示されている(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, it has become possible to synthesize nanoparticles from various raw materials such as metals and polymers, and development of practical nanomaterials has been actively conducted. For example, microsensors that can be used in vivo with DNA molecules and sugar chains bonded to metal nanoparticles, and methods for detecting influenza viruses with ultrasensitivity using nanoparticles have been developed. It is also applied to pharmaceuticals and printing toners. Moreover, the technique which solders gold nanowire with the fine particle of tin as a conductive nanoparticle is also disclosed (for example, refer nonpatent literature 1).

一般に、ナノスケールの粒子は容易に凝集してしまうため、ナノ粒子を合成したり保存したりする際には、分散安定化剤を添加する。例えば、金属ナノ粒子の場合、合成の際に分散安定化剤としてセチルトリメチル臭化アンモニウム(CTAB)の界面活性剤を添加してナノ粒子の表面を覆う方法がよく用いられている(例えば特許文献1参照)。   In general, since nanoscale particles easily aggregate, a dispersion stabilizer is added when the nanoparticles are synthesized or stored. For example, in the case of metal nanoparticles, a method of covering the surface of the nanoparticles by adding a cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant as a dispersion stabilizer during synthesis is often used (for example, patent documents). 1).

特開2005−68447号公報JP 2005-68447 A

Peng,Y.;Cullis,T.;Inkson,B.;Bottom-up Nanoconstruction by the Welding of Individual Metallic Nanoobjects Using Nanoscale Solder. Nano Lett. 2009, 9(1), 91-96.Peng, Y.; Cullis, T.; Inkson, B.; Bottom-up Nanoconstruction by the Welding of Individual Metallic Nanoobjects Using Nanoscale Solder.Nano Lett. 2009, 9 (1), 91-96.

しかしながら、前述したCTABは主にアルキル鎖から構成されており、構造が単純であるため、他の化合物と反応させて機能性を付与することが難しく、機能性を付与したとしても、ナノ粒子の物性制御が難しい。また、疎水性の高いアルキル鎖による相互作用でナノ粒子と結合しており、外れやすい構造となっている。さらに、CTABは細胞毒性を有しており、バイオマテリアルとして利用することが難しい。   However, since the CTAB described above is mainly composed of an alkyl chain and has a simple structure, it is difficult to react with other compounds to impart functionality, and even if functionality is imparted, Physical property control is difficult. In addition, it is bonded to the nanoparticles by interaction with a highly hydrophobic alkyl chain, and has a structure that is easily detached. Furthermore, CTAB has cytotoxicity and is difficult to use as a biomaterial.

したがって、この方法を用いてナノ粒子の表面を覆った場合、生成したナノ粒子を機能性物質として応用する際に、界面活性剤を除去してから金属表面の再修飾を行わなければならない。このため、ナノ粒子を応用する際に効率がよくないという問題点がある。   Therefore, when the surface of a nanoparticle is covered using this method, when the produced nanoparticle is applied as a functional substance, the surfactant must be removed and then the metal surface must be re-modified. For this reason, there is a problem that the efficiency is not good when the nanoparticles are applied.

本発明は前述の問題点に鑑み、ナノ粒子が凝集することを防止するとともに、機能性を付与するナノ粒子の表面修飾剤、金属ナノ粒子及びナノ粒子の表面修飾剤の製造方法を提供することを目的としている。   In view of the above-described problems, the present invention provides a nanoparticle surface modifier, a metal nanoparticle, and a method for producing a nanoparticle surface modifier that prevent the nanoparticles from aggregating and provide functionality. It is an object.

本発明のナノ粒子の表面修飾剤は、化1に表される構造を有することを特徴とする。   The nanoparticle surface modifier of the present invention has a structure represented by Chemical Formula 1.

Figure 2011093013
(式中、x,z≧2、かつy,w≧1であり、x+y≧3、z+w≧3)
Figure 2011093013
(Wherein, x, z ≧ 2, and y, w ≧ 1, x + y ≧ 3, z + w ≧ 3)

また、本発明のナノ粒子の表面修飾剤の他の特徴とするところは、化2に表される構造を有することを特徴とする。   Another feature of the nanoparticle surface modifier of the present invention is that it has a structure represented by Chemical Formula 2.

Figure 2011093013
(式中、x,z,u≧2、かつy,w,v≧1であり、x+y≧3、z+w≧3、u+v≧3)
Figure 2011093013
(Wherein, x, z, u ≧ 2 and y, w, v ≧ 1, x + y ≧ 3, z + w ≧ 3, u + v ≧ 3)

本発明の金属ナノ粒子は、前記の何れかに記載のナノ粒子の表面修飾剤のチオール基と、金または銀とが吸着されていることを特徴とする。
また、本発明の金属ナノ粒子の他の特徴とするところは、前記の何れかに記載のナノ粒子の表面修飾剤のチオール基と、金とが吸着されており、さらに、前記ナノ粒子の表面修飾剤と前記金との間にピレンが内包されていることを特徴とする。
The metal nanoparticle of the present invention is characterized in that the thiol group of the surface modifier of the nanoparticle described above and gold or silver are adsorbed.
In addition, another feature of the metal nanoparticles of the present invention is that the thiol group of the surface modifier of the nanoparticles according to any one of the above and gold are adsorbed, and further the surface of the nanoparticles. Pyrene is encapsulated between the modifier and the gold.

本発明のナノ粒子の表面修飾剤の製造方法は、第1のジヒドロキシ脂肪酸をシステアミドとアミド結合させてチオール化する工程と、前記チオール化された化合物と、前記第1のジヒドロキシ脂肪酸または前記第1のジヒドロキシ脂肪酸とは異なる第2のジヒドロキシ脂肪酸とを用いてエステル結合させ、樹状の化合物を生成する工程とを有することを特徴とする。   The method for producing a nanoparticle surface modifier of the present invention includes a step of thiolating a first dihydroxy fatty acid with an amide bond with cysteamide, the thiolated compound, and the first dihydroxy fatty acid or the first dihydroxy fatty acid. And a step of producing a dendritic compound by ester bonding using a second dihydroxy fatty acid different from the dihydroxy fatty acid.

本発明によれば、金などのナノ粒子に表面修飾剤を吸着させることにより、親水性の高い水酸基で密に覆われた表面と、疎水性の高い大きなアルキル鎖がまばらに並んだ内部とを有するため、様々な機能性を付与する表面修飾剤を提供することができる。   According to the present invention, by adsorbing a surface modifier to nanoparticles such as gold, a surface that is densely covered with hydroxyl groups having high hydrophilicity and an interior in which large hydrophobic alkyl chains are sparsely arranged. Therefore, the surface modifier which provides various functionality can be provided.

修飾された金ナノ粒子の表面部分の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the surface part of the modified gold nanoparticle. 樹状分子によって形成された疎水空間にピレンが可溶化している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which pyrene is solubilizing in the hydrophobic space formed by the dendritic molecule. 本発明の実施例における金ナノ粒子のFTIRによるスペクトルの分析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the spectrum by FTIR of the gold nanoparticle in the Example of this invention. 本発明の実施例における吸収分光光度計による金ナノロッドの吸収ピークの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the absorption peak of the gold nanorod by the absorption spectrophotometer in the Example of this invention. 本発明の実施例で作製した、濃度が1.0×10-5mol/lの金ナノロッドを示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the gold | metal | money nanorod with a density | concentration of 1.0 * 10 < -5 > mol / l produced in the Example of this invention. 本発明の実施例における銀ナノ粒子のFTIRによるスペクトルの分析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the spectrum by FTIR of the silver nanoparticle in the Example of this invention. 本発明の実施例における金ナノ粒子溶液の濃度とピレンの蛍光強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the density | concentration of the gold nanoparticle solution and the fluorescence intensity of pyrene in the Example of this invention.

本発明者は、鋭意検討した結果、ジヒドロキシ脂肪酸に由来する樹状分子のカルボン酸末端側にチオール基を導入した表面修飾剤が分散安定化剤として、ナノ粒子を合成もしくは保存するために有効であることを見いだした。この表面修飾剤を添加することにより、ナノ粒子の表面に安定的な根としてチオール基が固定され、外部には多数の水酸基があることから親水性が高く、ナノ粒子同士で凝集することを防止することができる。さらに、この表面修飾剤がナノ粒子に固定されると、樹状分子の内部側には大きな空隙ができ、そこにはアルキル基などの疎水性部位が存在するため、生成したナノ粒子を例えばドラッグデリバリーシステムなどの機能性物質として応用することができる。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a surface modifier having a thiol group introduced on the carboxylic acid terminal side of a dendritic molecule derived from dihydroxy fatty acid is effective for synthesizing or storing nanoparticles as a dispersion stabilizer. I found something. By adding this surface modifier, the thiol group is fixed as a stable root on the surface of the nanoparticle, and since there are many hydroxyl groups on the outside, it is highly hydrophilic and prevents aggregation between the nanoparticles. can do. Furthermore, when this surface modifier is fixed to the nanoparticles, a large void is formed inside the dendritic molecule, and there are hydrophobic sites such as alkyl groups. It can be applied as a functional substance such as a delivery system.

ここで、ナノ粒子半径は最小で10nm、最大のもので300nm程度の粒径を有している。粒子半径は、調製する際の温度・濃度・反応時間などの実験条件に依存するが、数10nmサイズの粒径を有するナノ粒子は比較的容易に作成することができるという利点がある。   Here, the nanoparticle radius has a particle diameter of about 10 nm at the minimum and about 300 nm at the maximum. Although the particle radius depends on experimental conditions such as temperature, concentration, and reaction time during preparation, there is an advantage that nanoparticles having a particle size of several tens of nanometers can be produced relatively easily.

本発明に用いるジヒドロキシ脂肪酸は、Cn2n-1(OH)2COOHという分子式をもつ飽和脂肪酸である。このジヒドロキシ脂肪酸は、通常は直鎖状の構造をしているが、水溶液に溶かすと、水酸基を境目にカルボキシル基側とアルキル基側とにU字型に折れ曲がった構造となる。これは、親水性の高い水酸基は水分子との水素結合により外側に向くようになり、疎水性の高いアルキル鎖の部分は水分子との相互作用を避けて内側に折れこむからである。このようにU字型の構造のジヒドロキシ脂肪酸を用いて樹状分子を合成すると、前述のように、親水性部位と疎水性部位とを併せ持つ構造となる。 The dihydroxy fatty acid used in the present invention is a saturated fatty acid having a molecular formula of C n H 2n-1 (OH) 2 COOH. This dihydroxy fatty acid usually has a linear structure, but when dissolved in an aqueous solution, the dihydroxy fatty acid is bent into a U shape at the carboxyl group side and the alkyl group side at the hydroxyl group boundary. This is because a hydroxyl group having high hydrophilicity faces outward due to a hydrogen bond with a water molecule, and an alkyl chain portion having high hydrophobicity folds inward to avoid interaction with the water molecule. Thus, when a dendritic molecule is synthesized using a dihydroxy fatty acid having a U-shaped structure, a structure having both a hydrophilic portion and a hydrophobic portion is obtained as described above.

ここで、ジヒドロキシ脂肪酸の例として、nが5以上であれば何でもよい。なお、nが4以下の場合は、カルボニル基のβ位に水酸基が位置することから、比較的不安定な化合物となり、安定して表面修飾剤が得られないため、n≧5である必要がある。但し、nが24以上の場合は、脂肪酸が一般的に入手困難であり、さらには、2つの水酸基が付加されたジヒドロキシ脂肪酸を合成するために多くの手間及びコストがかかる。このため、5≦n≦23であることが好ましい。なお、本発明において用いるジヒドロキシ脂肪酸は、以下の化3に表される構造を有している。   Here, as an example of the dihydroxy fatty acid, anything may be used as long as n is 5 or more. When n is 4 or less, since the hydroxyl group is located at the β-position of the carbonyl group, it becomes a relatively unstable compound, and a surface modifier cannot be stably obtained. Therefore, it is necessary that n ≧ 5. is there. However, when n is 24 or more, fatty acids are generally difficult to obtain, and more labor and cost are required to synthesize dihydroxy fatty acids with two hydroxyl groups added. For this reason, it is preferable that 5 ≦ n ≦ 23. The dihydroxy fatty acid used in the present invention has a structure represented by the following chemical formula 3.

Figure 2011093013
(式中、x+y=n−2)
Figure 2011093013
(Where x + y = n−2)

このように、ジヒドロキシ脂肪酸の水酸基の位置によって、式中のx及びyが異なる。前述したように、カルボニル基のβ位に水酸基が位置すると、不安定な化合物となってしまう。一方、2つの水酸基が隣り合う第二級水酸基であると、親水基である水酸基が並んで外側へ位置するようになり、安定した構造となる。以上のことを踏まえ、水溶液中にU字型の構造を形成するようにするためには、x≧2、y≧1であり、かつ2つの水酸基が隣り合わせになることが必要である。   Thus, x and y in the formula vary depending on the position of the hydroxyl group of the dihydroxy fatty acid. As described above, when a hydroxyl group is located at the β-position of the carbonyl group, the compound becomes unstable. On the other hand, when the two hydroxyl groups are adjacent secondary hydroxyl groups, the hydroxyl groups that are hydrophilic groups are arranged side by side and are located outside, resulting in a stable structure. Based on the above, in order to form a U-shaped structure in an aqueous solution, it is necessary that x ≧ 2, y ≧ 1, and two hydroxyl groups be adjacent to each other.

なお、2つの水酸基が並んだ脂肪酸を合成する場合に、一価の不飽和脂肪酸を酸化して合成するため、本発明で用いるジヒドロキシ脂肪酸としては、合成及び入手が容易であるものがさらに好ましい。すなわち、原料として入手が容易な不飽和脂肪酸は、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、及びネルボ酸であることから、本発明で用いるジヒドロキシ脂肪酸としては、9,10−ジヒドロキシテトラデカン酸、9,10−ジヒドロキシヘキサデカン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸、11,12−ジヒドロキシオクタデカン酸、9,10−ジヒドロキシイコサン酸、11,12−ジヒドロキシイコサン酸、13,14−ジヒドロキシドコサン酸、または15,16−ジヒドロキシテトラコサン酸であることがさらに好ましい。また、これらの列挙したジヒドロキシ脂肪酸は、いずれも脂肪酸の代謝過程において人間の体内で生じているものであるため、強い毒性を示すものではない。   In addition, since it synthesize | combines by oxidizing a monovalent | monohydric unsaturated fatty acid when synthesize | combining the fatty acid in which two hydroxyl groups arranged, what is easy to synthesize | combine and obtain is more preferable as dihydroxy fatty acid used by this invention. That is, unsaturated fatty acids that are easily available as raw materials are myristoleic acid, palmitoleic acid, oleic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, eicosenoic acid, erucic acid, and nervic acid, and therefore as dihydroxy fatty acids used in the present invention 9,10-dihydroxytetradecanoic acid, 9,10-dihydroxyhexadecanoic acid, 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid, 11,12-dihydroxyoctadecanoic acid, 9,10-dihydroxyicosanoic acid, 11,12-dihydroxyicosane More preferably, it is an acid, 13,14-dihydroxydocosanoic acid, or 15,16-dihydroxytetracosanoic acid. In addition, since these listed dihydroxy fatty acids are all produced in the human body during the fatty acid metabolism process, they do not exhibit strong toxicity.

本発明のナノ粒子の表面修飾剤は、例えば、以下のような手順により作製することができる。   The nanoparticle surface modifier of the present invention can be prepared, for example, by the following procedure.

まず、化3に表されるジヒドロキシ脂肪酸をシステアミンとアミド結合させてチオール基に変換し、以下の化4に表される第一世代型ジヒドロキシ脂肪酸安定化剤を生成する。   First, the dihydroxy fatty acid represented by Chemical Formula 3 is amide-bonded with cysteamine to convert it to a thiol group to produce a first generation dihydroxy fatty acid stabilizer represented by Chemical Formula 4 below.

Figure 2011093013
Figure 2011093013

次に、化4に表される化合物に、化3に表される化合物2分子分を用いてエステル結合させ、以下の化5に表される第二世代型樹状分子安定化剤を生成する。このとき、2分子分のジヒドロキシ脂肪酸を直接エステル結合させるのではなく、2分子分のジヒドロキシ脂肪酸の水酸基をt−ブチルジメチルシリル基(TBS基)に変換させた後にエステル結合する。   Next, the compound represented by Chemical Formula 4 is ester-bonded using two molecules of the compound represented by Chemical Formula 3 to produce a second generation dendritic molecule stabilizer represented by Chemical Formula 5 below. . At this time, the dihydroxy fatty acid for two molecules is not directly ester-bonded, but the ester bond is made after converting the hydroxyl group of the dihydroxy fatty acid for two molecules into a t-butyldimethylsilyl group (TBS group).

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group)

そして、化5に表される化合物にメタノール等を加え、枝の先端部分(TBS基の部分)を水酸基にすることにより、以下の化6に表される樹状分子を生成する。   Then, methanol or the like is added to the compound represented by Chemical Formula 5 to form a dendritic molecule represented by Chemical Formula 6 below by changing the branch tip portion (TBS group portion) to a hydroxyl group.

Figure 2011093013
Figure 2011093013

以上のような手順により、樹状分子の表面修飾剤を生成することができるが、さらに親水性を有する水酸基や疎水性を有するアルキル基をより多くするために、同様の手順により以下の化7に表されるような第三世代型樹状分子安定化剤を生成することもできる。   A dendritic molecule surface modifier can be produced by the above procedure. In order to increase the number of hydrophilic hydroxyl groups and hydrophobic alkyl groups, the following procedure can be used. A third generation dendritic molecule stabilizer as shown in

Figure 2011093013
Figure 2011093013

ここで、第二世代型や第三世代型樹状分子安定化剤を生成する場合に、必ずしも同一のジヒドロキシ脂肪酸を用いてエステル結合させる必要はない。例えば、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸を用いてチオール化した後に、11,12−ジヒドロキシイコサン酸を用いて第二世代型樹状分子安定化剤を生成してもよく、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸を用いて第二世代型樹状分子安定化剤を生成した後に、11,12−ジヒドロキシイコサン酸を用いて第三世代型樹状分子安定化剤を生成してもよい。但し、各世代では、異なるジヒドロキシ脂肪酸を用いると樹状分子の構造のバランスが失われるため、同一のジヒドロキシ脂肪酸を用いる必要がある。   Here, when the second generation type or the third generation type dendritic molecule stabilizer is produced, it is not always necessary to use the same dihydroxy fatty acid for ester bonding. For example, after thiolation with 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid, 11,12-dihydroxyicosanoic acid may be used to produce a second generation dendritic molecular stabilizer, and 9,10-dihydroxy After generating the second generation dendritic molecule stabilizer using octadecanoic acid, the third generation dendritic molecule stabilizer may be generated using 11,12-dihydroxyicosanoic acid. However, in each generation, when different dihydroxy fatty acids are used, the balance of the structure of the dendritic molecule is lost, and therefore it is necessary to use the same dihydroxy fatty acid.

図1は、修飾された金ナノ粒子の表面部分の構造例を示す図である。
化6または化7に表される樹状分子に酢酸を加え、さらに、金(III)塩及び還元剤を加えると、樹状分子の末端であるチオール基と、金属ナノ粒子の表面とが反応し、図1に示すように、金ナノ粒子1の表面に樹状分子2の末端が結合され、樹状分子により修飾された金ナノ粒子を生成する。また、予め調整した樹状分子が修飾された金ナノ粒子溶液に金コロイド溶液を追加して金ナノ粒子を成長させると、金ナノロッドを得る。この修飾された金ナノ粒子は、図1に示すように、親水性の高い水酸基で密に覆われた表面と、疎水性の高いアルキル基がまばらに並んだ内部とで大きく異なる構造を有している。また、金の代わりに銀を用いると、樹状分子が修飾された銀ナノ粒子を生成する。
FIG. 1 is a view showing a structural example of a surface portion of a modified gold nanoparticle.
When acetic acid is added to the dendritic molecule represented by Chemical Formula 6 or Chemical Formula 7, and then a gold (III) salt and a reducing agent are added, the thiol group at the end of the dendritic molecule reacts with the surface of the metal nanoparticle. As shown in FIG. 1, the end of the dendritic molecule 2 is bonded to the surface of the gold nanoparticle 1 to generate a gold nanoparticle modified with the dendritic molecule. Further, when gold colloid solution is added to a gold nanoparticle solution in which a dendritic molecule prepared in advance is modified to grow gold nanoparticles, gold nanorods are obtained. As shown in FIG. 1, this modified gold nanoparticle has a structure that is greatly different between a surface that is densely covered with a highly hydrophilic hydroxyl group and an interior in which highly hydrophobic alkyl groups are sparsely arranged. ing. When silver is used instead of gold, silver nanoparticles modified with dendritic molecules are generated.

図2は、樹状分子によって形成された疎水空間にピレンが可溶化している状態を示す図である。
図2に示すように、ピレンは疎水性の芳香族炭化水素であるため、修飾された金ナノ粒子にピレンを加えると、隣り合う樹状分子により形成されるアルキル基が並ぶ空間にピレンが内包し、会合体を形成する。
FIG. 2 is a diagram showing a state where pyrene is solubilized in a hydrophobic space formed by dendritic molecules.
As shown in FIG. 2, since pyrene is a hydrophobic aromatic hydrocarbon, when pyrene is added to the modified gold nanoparticles, pyrene is included in the space where alkyl groups formed by adjacent dendritic molecules are arranged. And form an aggregate.

また、樹状分子の材料として用いられるジヒドロキシ脂肪酸は、脂肪酸の代謝物の一つであるため、毒性が低い。また、ナノ粒子として用いられる金も反応性の低い金属であり、重金属のような毒性を有していない。そこで、この特性を活かし、水に溶けにくい医薬品を疎水性の空間に取り込んだ医薬品の可溶化剤や、ドラッグデリバリー用の機能性材料として利用することが期待できる。   Moreover, since the dihydroxy fatty acid used as a material of a dendritic molecule is one of the metabolites of a fatty acid, its toxicity is low. Gold used as nanoparticles is also a metal with low reactivity and does not have toxicity as heavy metal. Therefore, taking advantage of this property, it can be expected to be used as a solubilizing agent for pharmaceuticals that incorporates water-insoluble pharmaceuticals into hydrophobic spaces, and as functional materials for drug delivery.

以下、本発明の実施例について説明する。
(第1の実施例)
まず、以下の化8に表される9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸10gをジクロロメタン64mlに溶かし、この溶液にジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)7.8gとシステアミン3.0gとを混合し、室温で6時間放置した。そして、生じた沈殿をろ過したのち、得られたろ液に水100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化9に表される化合物を得た。このとき、収率は90%であった。
Examples of the present invention will be described below.
(First embodiment)
First, 10 g of 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid represented by the following chemical formula 8 was dissolved in 64 ml of dichloromethane, and 7.8 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and 3.0 g of cysteamine were mixed and left at room temperature for 6 hours. And after filtering the produced | generated precipitation, 100 ml of water was added to the obtained filtrate, and it extracted 3 times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried with about 10 g of magnesium sulfate and concentrated. The obtained product was purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula 9. At this time, the yield was 90%.

Figure 2011093013
Figure 2011093013

Figure 2011093013
Figure 2011093013

次に、化8に表される9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸10gをN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)64mlに溶かし、この溶液に炭酸カリウム5gと臭化ベンジル6.5gとを混合し、室温で12時間放置した。その後、反応容器に5%リン酸水溶液100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化10に表される化合物を得た。このとき、収率は86%であった。   Next, 10 g of 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid represented by Chemical Formula 8 is dissolved in 64 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), and 5 g of potassium carbonate and 6.5 g of benzyl bromide are mixed with this solution at room temperature. Left for 12 hours. Thereafter, 100 ml of a 5% aqueous phosphoric acid solution was added to the reaction vessel, and extracted three times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried with about 10 g of magnesium sulfate and concentrated. The obtained product was purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula 10. At this time, the yield was 86%.

Figure 2011093013
(式中、Bnはベンジル基)
Figure 2011093013
(Wherein Bn is a benzyl group)

さらに、得られた化10に表される化合物10gに、イミダゾール4g、塩化t−ブチルジメチルシリル8g、およびDMF50mlを混合し、50℃に保ちつつ24時間放置した。その後、反応容器に5%リン酸水溶液100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。次に、得られた生成物にメタノール240mlとパラジウム炭素(PD/C)500mgとを添加し、水素雰囲気において室温で12時間放置した。そして、反応溶液をセライトろ過してパラジウム炭素を取り除いたのち、ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化11に表される化合物を得た。このとき、収率は85%であった。   Furthermore, 4 g of imidazole, 8 g of t-butyldimethylsilyl chloride and 50 ml of DMF were mixed with 10 g of the compound represented by the chemical formula 10 obtained, and the mixture was allowed to stand for 24 hours while maintaining at 50 ° C. Thereafter, 100 ml of a 5% aqueous phosphoric acid solution was added to the reaction vessel, and extracted three times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried over about 10 g of magnesium sulfate, concentrated and purified by silica gel column chromatography. Next, 240 ml of methanol and 500 mg of palladium carbon (PD / C) were added to the obtained product, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 12 hours in a hydrogen atmosphere. The reaction solution was filtered through Celite to remove palladium on carbon, and then the filtrate was concentrated and purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula 11. At this time, the yield was 85%.

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group)

次に、化11に表される化合物12gをジクロロメタン220mlに溶かした溶液に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)5gを加えて撹拌し、懸だく液とした。さらに、化9に表わされる化合物3.8gと、触媒としてジメチルアミノピリジン(DMAP)1gとを混合し、室温で12時間放置した。そして、生じた沈殿をろ過したのち、得られたろ液に水100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。そして、すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化12に表される化合物を得た。このとき、収率は80%であった。   Next, 5 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) was added to a solution obtained by dissolving 12 g of the compound represented by Chemical Formula 11 in 220 ml of dichloromethane, and the mixture was stirred to obtain a suspension. Further, 3.8 g of the compound represented by Chemical Formula 9 and 1 g of dimethylaminopyridine (DMAP) as a catalyst were mixed and allowed to stand at room temperature for 12 hours. And after filtering the produced | generated precipitation, 100 ml of water was added to the obtained filtrate, and it extracted 3 times with 100 ml of dichloromethane. Then, all organic layers were mixed, dried with about 10 g of magnesium sulfate and concentrated, and the resulting product was purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula 12. At this time, the yield was 80%.

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group)

さらに、化12に表される化合物11gに酢酸100mlを混合し、50℃に保ちつつ24時間放置した。その後、酢酸を減圧溜去し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化13に表される第二世代型樹状分子安定化剤を得た。このとき、収率は73%であった。   Furthermore, 11 g of the compound represented by Chemical formula 12 was mixed with 100 ml of acetic acid and allowed to stand for 24 hours while maintaining at 50 ° C. Then, acetic acid was distilled off under reduced pressure, and the resulting product was purified by silica gel column chromatography to obtain a second generation dendritic molecule stabilizer represented by the following chemical formula 13. At this time, the yield was 73%.

Figure 2011093013
Figure 2011093013

次に、濃度が1.0×10-2mol/lの化6に表される樹状分子の水溶液5.0mlと、濃度が5.0×10-4mol/lのテトラクロロ金(III)酸水溶液5.0mlと、還元剤として1.0×10-2mol/lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.6mlとを混合し、5℃に冷却して1時間放置した。そして、パーキンエルマー社製のフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を用いて吸収ピークを測定した。 Next, 5.0 ml of an aqueous solution of a dendritic molecule represented by chemical formula 6 having a concentration of 1.0 × 10 −2 mol / l and 5.0 ml of an aqueous tetrachloroauric (III) acid solution having a concentration of 5.0 × 10 −4 mol / l And 0.6 ml of a 1.0 × 10 −2 mol / l sodium borohydride aqueous solution as a reducing agent were mixed, cooled to 5 ° C., and left for 1 hour. Then, the absorption peak was measured using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) manufactured by PerkinElmer.

図3は、本実施例における金ナノ粒子のFTIRによるスペクトルの分析結果を示す図である。
図3に示すように、化13に表される樹状分子の末端に位置するチオール基のピークν(SH)が見られなかった。このことから、樹状分子のチオール基が金ナノ粒子の表面と化学吸着を起こし、樹状分子が安定化剤として機能していることがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing a spectrum analysis result by FTIR of the gold nanoparticles in this example.
As shown in FIG. 3, the peak ν (SH) of the thiol group located at the end of the dendritic molecule represented by Chemical formula 13 was not observed. This indicates that the thiol group of the dendritic molecule causes chemical adsorption with the surface of the gold nanoparticle, and the dendritic molecule functions as a stabilizer.

次に、1.0×10-2mol/lの化13に表す樹状分子の水溶液5.0mlと、5.0×10-4mol/lのテトラクロロ金(III)酸水溶液5.0mlと、4.0×10-3mol/lの硝酸銀水溶液0.2mlと、7.9×10-2mol/lのアスコルビン酸70μlとを混合し、前述の手順により作製された、濃度の異なる5種類の修飾安定剤が吸着した金ナノ粒子溶液12μlにそれぞれ添加した。そして、日立製の吸収分光光度計を用いて金ナノロッドの吸収ピークを測定した。 Next, 5.0 ml of an aqueous solution of a dendritic molecule represented by chemical formula 13 of 1.0 × 10 −2 mol / l, 5.0 ml of an aqueous solution of tetrachloroauric (III) acid of 5.0 × 10 −4 mol / l, and 4.0 × 10 Gold nano-adsorbed with 5 kinds of modified stabilizers prepared by the above procedure by mixing 0.2 ml of 3 mol / l silver nitrate aqueous solution and 70 μl of 7.9 × 10 -2 mol / l ascorbic acid Each was added to 12 μl of particle solution. And the absorption peak of the gold nanorod was measured using the Hitachi absorption spectrophotometer.

図4は、本実施例における吸収分光光度計による金ナノロッドの吸収ピークの一例を示す図である。図4において、最も濃度が高いナノ粒子溶液の濃度を100とした場合に、金ナノ粒子溶液に添加しなかった場合の吸収ピーク11、濃度の割合が20である金ナノ粒子溶液の吸収ピーク12、濃度の割合が60である金ナノ粒子溶液の吸収ピーク13、濃度の割合が80である金ナノ粒子溶液の吸収ピーク14、及び最も濃度が高い金ナノ粒子溶液の吸収ピーク15、の5種類の試料について測定した。   FIG. 4 is a diagram showing an example of an absorption peak of a gold nanorod by an absorption spectrophotometer in the present example. In FIG. 4, when the concentration of the nanoparticle solution having the highest concentration is 100, the absorption peak 11 when not added to the gold nanoparticle solution, and the absorption peak 12 of the gold nanoparticle solution having a concentration ratio of 20 are shown. 5 types of absorption peak 13 of gold nanoparticle solution having a concentration ratio of 60, absorption peak 14 of gold nanoparticle solution having a concentration ratio of 80, and absorption peak 15 of gold nanoparticle solution having the highest concentration Measurements were made on these samples.

図4に示すように、樹状分子の濃度が増加するに従って、吸収ピークが長波長側にシフトしていることから、濃度が増加するとアスペクト比がより大きな金ナノロッドが得られている。   As shown in FIG. 4, as the concentration of the dendritic molecules increases, the absorption peak shifts to the longer wavelength side, so that gold nanorods with a larger aspect ratio are obtained as the concentration increases.

図5は、本実施例で作製した、濃度が1.0×10-5mol/lの金ナノロッドを示すSEM写真である。
図5に示すように、本実施例で作製した金ナノロッドは、長軸方向a及び短軸方向bの長さが異なるという特徴があった。図4の吸収スペクトルに観測される520nm〜530nm付近の吸収バンドは、金ナノロッドの短軸成分に対応しており、示している金ナノロッドの場合10nmであった。一方、780nm〜800nm領域に観測される吸収バンドは長軸成分に対応しており、示しているナノロッドの長さは40nm〜50nmであった。なお、アスペクト比(a/b)が大きくなるにつれて長軸がより長くなり、吸収スペクトルの吸収ピークがより長波長域にシフトし、最大1300nm付近までシフトすることが知られている。
FIG. 5 is an SEM photograph showing a gold nanorod having a concentration of 1.0 × 10 −5 mol / l prepared in this example.
As shown in FIG. 5, the gold nanorods produced in this example had a feature that the lengths in the major axis direction a and the minor axis direction b were different. The absorption band near 520 nm to 530 nm observed in the absorption spectrum of FIG. 4 corresponds to the short axis component of the gold nanorod, and was 10 nm in the case of the gold nanorod shown. On the other hand, the absorption band observed in the region of 780 nm to 800 nm corresponds to the long axis component, and the length of the shown nanorod was 40 nm to 50 nm. It is known that as the aspect ratio (a / b) increases, the long axis becomes longer, and the absorption peak of the absorption spectrum shifts to a longer wavelength region and shifts to a maximum near 1300 nm.

前述の例では、ナノ粒子として金を用いた例について説明したが、同様に銀のナノ粒子についても実験を行った。1.0×10-2mol/lの化13に表される化合物(第一世代型ジヒドロキシ脂肪酸安定化剤)の水溶液5.0mlと、5.0×10-4mol/lの銀水溶液5.0mlと、還元剤として1.0×10-2mol/lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.6mlとを混合し、5℃に冷却して1時間放置した。そして、同様に、パーキンエルマー社製のFTIRを用いて吸収ピークを測定した。 In the above-described example, an example in which gold is used as a nanoparticle has been described. Similarly, an experiment was performed on a silver nanoparticle. 1.0 × 10 −2 mol / l of the compound represented by chemical formula 13 (first generation dihydroxy fatty acid stabilizer) 5.0 ml, 5.0 × 10 −4 mol / l silver aqueous solution 5.0 ml, reducing agent Was mixed with 0.6 ml of 1.0 × 10 −2 mol / l sodium borohydride aqueous solution, cooled to 5 ° C. and left for 1 hour. Similarly, the absorption peak was measured using FTIR manufactured by PerkinElmer.

図6は、本実施例における銀ナノ粒子のFTIRによるスペクトルの分析結果を示す図である。
図6に示すように、測定の結果、2550cm-1付近のチオール基の吸収帯が消失していることから、樹状分子が銀ナノ粒子表面に結合していることがわかる。このように、これらの銀ナノ粒子においても、表面修飾剤として銀ナノ粒子の表面に吸着していることが確認できた。
FIG. 6 is a diagram showing a spectrum analysis result by FTIR of silver nanoparticles in this example.
As shown in FIG. 6, as a result of the measurement, the absorption band of the thiol group in the vicinity of 2550 cm −1 disappears, which indicates that the dendritic molecule is bound to the surface of the silver nanoparticle. Thus, it was confirmed that these silver nanoparticles were adsorbed on the surface of the silver nanoparticles as a surface modifier.

次に、前述の手順で作製した、表面修飾剤が吸着した金ナノ粒子溶液5mlを異なる濃度で複数種類作製してそれぞれにピレン1.0×10-3gを混合し、パーキンエルマー社製の蛍光分光光度計を用いてピレンの蛍光強度を測定した。 Next, prepare 5 types of gold nanoparticle solution adsorbed with the surface modifier, prepared in the above procedure, at different concentrations, mix 1.0 × 10 -3 g of pyrene to each, and use fluorescence spectroscopy manufactured by PerkinElmer. The fluorescence intensity of pyrene was measured using a photometer.

図7は、本実施例における金ナノ粒子溶液の濃度とピレンの蛍光強度との関係を示す図である。
図7に示すように、樹状分子が吸着した金ナノ粒子の濃度が大きくなるに従い、ピレンの蛍光強度が増大した。これは、図2に示すように、樹状分子が増加するに従ってアルキル基が並ぶ疎水性領域が増え、その分ピレンが可溶化して会合体を形成していることを示している。すなわち、表面修飾剤に疎水性領域が存在していることを示している。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the concentration of the gold nanoparticle solution and the fluorescence intensity of pyrene in this example.
As shown in FIG. 7, the fluorescence intensity of pyrene increased as the concentration of gold nanoparticles adsorbed with dendritic molecules increased. As shown in FIG. 2, this indicates that as the dendritic molecule increases, the hydrophobic region in which the alkyl groups are arranged increases, so that pyrene is solubilized to form an aggregate. That is, it shows that a hydrophobic region exists in the surface modifier.

(第2の実施例)
化11に表される化合物12gをジクロロメタン220mlに溶かした溶液にジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)5gを加えて撹拌し、懸だく液とした。さらに、化10に表される化合物4.1gと、触媒としてジメチルアミノピリジン(DMAP)1gとを混合し、室温で12時間放置した。そして、生じた沈殿をろ過したのち、得られたろ液に水100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化14に表される化合物を得た。このとき、収率は78%であった。
(Second embodiment)
5 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) was added to a solution obtained by dissolving 12 g of the compound represented by Chemical formula 11 in 220 ml of dichloromethane, and the mixture was stirred to obtain a suspension. Furthermore, 4.1 g of the compound represented by Chemical Formula 10 and 1 g of dimethylaminopyridine (DMAP) as a catalyst were mixed and left at room temperature for 12 hours. And after filtering the produced | generated precipitation, 100 ml of water was added to the obtained filtrate, and it extracted 3 times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried over about 10 g of magnesium sulfate and concentrated. The resulting product was purified by silica gel column chromatography to obtain the compound represented by the following chemical formula (14). At this time, the yield was 78%.

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基であり、Bnはベンジル基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group and Bn is a benzyl group)

次に、化14に表される化合物11gにメタノール750mlとパラジウム炭素(Pd/C)750mgを添加し、水素雰囲気において室温で12時間放置した。そして、反応溶液をセライトろ過してパラジウム炭素を取り除いたのち、ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化15に表される化合物を得た。このとき、収率は85%であった。   Next, 750 ml of methanol and 750 mg of palladium carbon (Pd / C) were added to 11 g of the compound represented by Chemical formula 14, and left at room temperature for 12 hours in a hydrogen atmosphere. Then, the reaction solution was filtered through Celite to remove palladium on carbon, and then the filtrate was concentrated and purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula 15. At this time, the yield was 85%.

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group)

次に、化15に表される化合物8.2gをジクロロメタン60mlに溶かした溶液に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)1.4gを加えて撹拌し、懸だく液とした。さらに、化9に表わされる化合物1.1gと、触媒としてジメチルアミノピリジン(DMAP)1gとを混合し、室温で12時間放置した。そして、生じた沈殿をろ過したのち、得られたろ液に水100mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化16に表される化合物を得た。このとき、収率は66%であった。   Next, 1.4 g of dicyclohexylcarbodiimide (DCC) was added to a solution obtained by dissolving 8.2 g of the compound represented by Chemical formula 15 in 60 ml of dichloromethane, and the mixture was stirred to obtain a suspension. Further, 1.1 g of the compound represented by Chemical Formula 9 and 1 g of dimethylaminopyridine (DMAP) as a catalyst were mixed and allowed to stand at room temperature for 12 hours. And after filtering the produced | generated precipitation, 100 ml of water was added to the obtained filtrate, and it extracted 3 times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried with about 10 g of magnesium sulfate and concentrated. The obtained product was purified by silica gel column chromatography to obtain a compound represented by the following chemical formula (16). At this time, the yield was 66%.

Figure 2011093013
(式中、RはTBS基)
Figure 2011093013
(Wherein R is a TBS group)

次に、化16に表される化合物6.1gにフッ化テトラブチルアンモニウムの1.0 mol/Lテトラヒドロフラン(THF)溶液20mlを加え、50℃に保ちつつ24時間放置した。そして、反応溶液に水50mlを加え、ジクロロメタン100mlで3回抽出した。すべての有機層を混合し、硫酸マグネシウム約10gで乾燥させたのちに濃縮し、得られた生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、以下の化17に表される第三世代樹状分子安定化剤を得た。このとき、収率は73%であった。   Next, 20 ml of a 1.0 mol / L tetrahydrofuran (THF) solution of tetrabutylammonium fluoride was added to 6.1 g of the compound represented by Chemical formula 16, and the mixture was allowed to stand for 24 hours while maintaining at 50 ° C. Then, 50 ml of water was added to the reaction solution, and extracted three times with 100 ml of dichloromethane. All the organic layers were mixed, dried with about 10 g of magnesium sulfate and concentrated, and the resulting product was purified by silica gel column chromatography. An agent was obtained. At this time, the yield was 73%.

Figure 2011093013
Figure 2011093013

次に、濃度が1.0×10-2 mol/lの化17に表わす第三世代型樹状分子安定化剤の水溶液5.0mlと、濃度が5.0×10-4 mol/lのテトラクロロ金(III)酸水溶液5.0mlと、還元剤として1.0×10-2mol/lの水素化ホウ素ナトリウム水溶液0.6mlとを混合し、5℃に冷却して1時間放置した。そして、日立製の吸収分光光度計を用いて金ナノ粒子の吸収ピークを測定した。測定の結果、実施例1と同様に、化17に表される第三世代型の樹状分子の末端に位置するチオール基のピークν(SH)が見られず、第三世代型の場合も樹状分子のチオール基が金ナノ粒子の表面と化学吸着を起こし、樹状分子が安定化剤として機能している。 Next, 5.0 ml of an aqueous solution of a third generation dendritic molecule stabilizer represented by Chemical Formula 17 having a concentration of 1.0 × 10 −2 mol / l and tetrachlorogold (III) having a concentration of 5.0 × 10 −4 mol / l ) 5.0 ml of an aqueous acid solution and 0.6 ml of a 1.0 × 10 −2 mol / l sodium borohydride aqueous solution as a reducing agent were mixed, cooled to 5 ° C., and left for 1 hour. And the absorption peak of the gold nanoparticle was measured using the absorption spectrophotometer made from Hitachi. As a result of the measurement, as in Example 1, the peak ν (SH) of the thiol group located at the end of the third generation dendritic molecule represented by Chemical Formula 17 was not observed, and the third generation type was also observed. The thiol group of the dendritic molecule causes chemical adsorption with the surface of the gold nanoparticle, and the dendritic molecule functions as a stabilizer.

以上のように本実施例によれば、金または銀のナノ粒子に表面修飾剤を吸着させることにより、親水性の高い水酸基で密に覆われた表面と、疎水性の高いアルキル鎖がまばらに並んだ内部とを有するため、様々な機能性を付与する表面修飾剤を提供することができるといえる。   As described above, according to the present example, by adsorbing the surface modifier to gold or silver nanoparticles, the surface densely covered with a highly hydrophilic hydroxyl group and a highly hydrophobic alkyl chain are sparse. Therefore, it can be said that a surface modifier imparting various functions can be provided.

1 金ナノ粒子
2 樹状分子
1 Gold nanoparticles 2 Dendritic molecules

Claims (10)

化1に表される構造を有することを特徴とするナノ粒子の表面修飾剤。
Figure 2011093013
(式中、x,z≧2、かつy,w≧1であり、x+y≧3、z+w≧3)
A surface modifying agent for nanoparticles having a structure represented by Chemical Formula 1:
Figure 2011093013
(Wherein, x, z ≧ 2, and y, w ≧ 1, x + y ≧ 3, z + w ≧ 3)
前記xとzとが同じ値であるとともに、前記yとwとが同じ値であることを特徴とする請求項1に記載のナノ粒子の表面修飾剤。   2. The nanoparticle surface modifier according to claim 1, wherein x and z have the same value, and y and w have the same value. 化2に表される構造を有することを特徴とするナノ粒子の表面修飾剤。
Figure 2011093013
(式中、x,z,u≧2、かつy,w,v≧1であり、x+y≧3、z+w≧3、u+v≧3)
A nanoparticle surface modifier characterized by having a structure represented by Chemical Formula 2:
Figure 2011093013
(Wherein, x, z, u ≧ 2 and y, w, v ≧ 1, x + y ≧ 3, z + w ≧ 3, u + v ≧ 3)
前記xとzとuとが同じ値であるとともに、前記yとwとvとが同じ値であることを特徴とする請求項3に記載のナノ粒子の表面修飾剤。   4. The nanoparticle surface modifier according to claim 3, wherein x, z, and u have the same value, and y, w, and v have the same value. 請求項1〜4の何れか1項に記載のナノ粒子の表面修飾剤のチオール基が、金または銀に吸着されていることを特徴とする金属ナノ粒子。   A metal nanoparticle, wherein the thiol group of the surface modifier of the nanoparticle according to any one of claims 1 to 4 is adsorbed on gold or silver. 請求項1〜4の何れか1項に記載のナノ粒子の表面修飾剤のチオール基が、金に吸着されており、さらに、前記ナノ粒子の表面修飾剤と前記金との間にピレンが内包されていることを特徴とする金属ナノ粒子。   The thiol group of the surface modifier of the nanoparticle according to any one of claims 1 to 4 is adsorbed on gold, and further, pyrene is included between the surface modifier of the nanoparticle and the gold. Metal nanoparticles characterized by being made. 第1のジヒドロキシ脂肪酸をシステアミドとアミド結合させてチオール化する工程と、
前記チオール化された化合物と、前記第1のジヒドロキシ脂肪酸または前記第1のジヒドロキシ脂肪酸とは異なる第2のジヒドロキシ脂肪酸とを用いてエステル結合させ、樹状の化合物を生成する工程とを有することを特徴とするナノ粒子の表面修飾剤の製造方法。
Thiolating a first dihydroxy fatty acid with an amide bond with cysteamide;
Using the first thiolated compound and the first dihydroxy fatty acid or the second dihydroxy fatty acid different from the first dihydroxy fatty acid to form an ester bond to form a dendritic compound. A method for producing a nanoparticle surface modifier, which is characterized.
前記第1のジヒドロキシ脂肪酸及び第2のジヒドロキシ脂肪酸はそれぞれ、9,10−ジヒドロキシテトラデカン酸、9,10−ジヒドロキシヘキサデカン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸、11,12−ジヒドロキシオクタデカン酸、9,10−ジヒドロキシイコサン酸、11,12−ジヒドロキシイコサン酸、13,14−ジヒドロキシドコサン酸、または15,16−ジヒドロキシテトラコサン酸であることを特徴とする請求項7に記載のナノ粒子の表面修飾剤の製造方法。   The first dihydroxy fatty acid and the second dihydroxy fatty acid are 9,10-dihydroxytetradecanoic acid, 9,10-dihydroxyhexadecanoic acid, 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid, 11,12-dihydroxyoctadecanoic acid, 9,10, respectively. The surface of a nanoparticle according to claim 7, characterized in that it is -dihydroxyicosanoic acid, 11,12-dihydroxyicosanoic acid, 13,14-dihydroxydocosanoic acid, or 15,16-dihydroxytetracosanoic acid A method for producing a modifier. 前記樹状の化合物を生成する工程においては、さらに、前記第1のジヒドロキシ脂肪酸、または前記第2のジヒドロキシ脂肪酸、もしくは前記第1のジヒドロキシ脂肪酸及び第2のヒドロキシ脂肪酸とは異なる第3のジヒドロキシ脂肪酸を用いてエステル結合させることを特徴とする請求項7又は8に記載のナノ粒子の表面修飾剤の製造方法。   In the step of producing the dendritic compound, the first dihydroxy fatty acid, the second dihydroxy fatty acid, or a third dihydroxy fatty acid different from the first dihydroxy fatty acid and the second hydroxy fatty acid. The method for producing a nanoparticle surface modifier according to claim 7 or 8, wherein an ester bond is used. 前記第3のジヒドロキシ脂肪酸は、9,10−ジヒドロキシテトラデカン酸、9,10−ジヒドロキシヘキサデカン酸、9,10−ジヒドロキシオクタデカン酸、11,12−ジヒドロキシオクタデカン酸、9,10−ジヒドロキシイコサン酸、11,12−ジヒドロキシイコサン酸、13,14−ジヒドロキシドコサン酸、または15,16−ジヒドロキシテトラコサン酸であることを特徴とする請求項9に記載のナノ粒子の表面修飾剤の製造方法。   The third dihydroxy fatty acid is 9,10-dihydroxytetradecanoic acid, 9,10-dihydroxyhexadecanoic acid, 9,10-dihydroxyoctadecanoic acid, 11,12-dihydroxyoctadecanoic acid, 9,10-dihydroxyicosanoic acid, 11 The method for producing a nanoparticle surface modifier according to claim 9, which is 1,12-dihydroxyicosanoic acid, 13,14-dihydroxydocosanoic acid, or 15,16-dihydroxytetracosanoic acid.
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US7153703B2 (en) * 2001-05-14 2006-12-26 Board Of Trustees Of The University Of Arkansas N. A. Synthesis of stable colloidal nanocrystals using organic dendrons
JP2002363439A (en) * 2001-06-13 2002-12-18 Mitsubishi Chemicals Corp Hydrophilic colored ultramicroparticle and ink composition
WO2004110930A1 (en) * 2003-06-12 2004-12-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite porous body containing nanoparticle and method for producing same
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