JP2018025433A - コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子およびその製造方法 - Google Patents

コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【解決手段】熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させることにより、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子を作製する工程1と、前記コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する工程2とを含む、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。【効果】本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法により、高輝度であり、水中や生理食塩水中、培地中などで色素が溶出することのない蛍光色素含有ナノ粒子を製造することができ、この蛍光色素含有ナノ粒子は、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに有効に利用することができる。【選択図】なし

Description

本発明は、コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子およびその製造方法に関し、詳しくは、免疫組織化学染色または生細胞イメージングに使用したときに、高輝度であり、かつ色素が生理食塩水や緩衝液に溶出しない、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子およびその製造方法に関する。
免疫組織化学染色や生細胞イメージングにおいては、蛍光色素を含んだナノ粒子が使用される。免疫組織化学染色とは、 免疫反応を利用して蛍光色素含有ナノ粒子をタンパク質等に結合させて、タンパク質等を染色する技術である。生細胞イメージングとは、培養細胞に何らかの標識を行い、特定の物質を可視化することであり、たとえば、蛍光色素含有ナノ粒子で生体分子を標識して、蛍光シグナルを検出することにより、生体分子を間接的に可視化する技術である。このような免疫組織化学染色や生細胞イメージングにおいては、タンパク質や細胞等に結合させた蛍光色素含有ナノ粒子から蛍光色素が分散媒中に溶出するのを防止する必要がある。
蛍光色素の分散媒中への溶出を防ぐ手段として、たとえば特許文献1に、蛍光色素の存在下で熱硬化性樹脂を合成し、蛍光色素を内包した熱硬化性樹脂からなるコア粒子を作製し、このコア粒子を熱硬化性樹脂で被覆することによって得られたコアシェル型粒子が開示されている。免疫組織化学染色において、このコアシェル型粒子に対して生理食塩水に曝すなどの操作を行っても、コアシェル型粒子から蛍光色素が分散媒中に溶出されにくい。使用される熱硬化性樹脂としてはメラミン樹脂、ポリウレア、ポリベンゾグアナミン及びフェノール樹脂等である。しかし、蛍光色素の中には熱硬化性樹脂に内包されにくいものが存在し、熱硬化性樹脂に内包されにくい蛍光色素を使用すると、輝度が低くなるという問題があった。このため、特許文献1に開示されたコアシェル型粒子は、熱硬化性樹脂に内包されやすい色素を選択して使用しなければならないという制約があった。
また、蛍光マーカーやインクジェットインク用蛍光微粒子の分野において、蛍光粒子水分散液の耐光堅牢性を向上させる技術として、特許文献2に、疎水性である熱可塑性樹脂粒子に蛍光色素を含浸させ得られた色素含有粒子をコア粒子とし、このコア粒子を熱可塑性樹脂により被覆してなるコアシェル型粒子が開示されている。このようなコアおよびシェルが共に熱可塑性樹脂からなるコアシェル型粒子を生理食塩水などのイオン性の液体や水中に曝した場合、コアシェル型粒子から色素が溶出してしまう問題がある。さらに含浸によって色素を粒子に含有させると、粒子に含有される色素量が少ないので、このようにして得られたコアシェル型粒子は高い輝度が得られず、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに応用することは難しい。
さらに、蛍光マーカーやインクジェットインク用蛍光微粒子の分野において、蛍光粒子水分散液の耐光堅牢性を向上させる技術として、特許文献3に、疎水性である熱可塑性樹脂粒子に蛍光色素を含浸させ得られた色素含有粒子をコア粒子とし、このコア粒子をアミノ樹脂により被覆してなるコアシェル型粒子が開示されている。このコアシェル型粒子はシェル層が熱硬化性樹脂により形成されているので、生理食塩水中や水中でも色素の溶出を抑えられるが、含浸によって色素を粒子に含有させているので、前述のとおり輝度が低く、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに応用することは難しい。
特開2015−108572号公報 特開2002−338856号公報 特開2004−189900号公報
本発明は、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに利用することができ、高輝度であり、水中や生理食塩水中、培地中などで色素が溶出することのない蛍光色素含有ナノ粒子およびその製造方法を提供することを課題とする。
本発明者は、コア粒子を、蛍光色素の存在下で熱可塑性樹脂合成用モノマーを重合させることにより作製し、このコア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆することにより前記課題を解決した。すなわち、本発明は、以下の[1]〜[12]に関する。
[1]熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させることにより、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子を作製する工程1と、前記コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する工程2とを含む、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[2]前記熱可塑性樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、AS樹脂、ASA樹脂、アルキルメタクリル酸樹脂、(ポリ)アルキルメタクリル酸樹脂、アクリルアミド樹脂、またはスルホン酸基を有するモノマーを重合して形成される樹脂である、前記[1]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[3]前記熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂またはフラン樹脂である、前記[1]または[2]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[4]前記蛍光色素は、ローダミン系色素分子、BODIPY系色素分子、スクアリリウム系色素分子、シアニン系色素分子、オキサジン系色素分子、カルボピロニン系色素分子および芳香族系色素分子から選ばれる少なくとも1種である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[5]前記工程1は、蛍光色素および界面活性剤の存在下で熱可塑性樹脂合成用モノマーを乳化重合させる工程である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[6]前記工程1は、熱重合開始剤を添加して重合を行う工程である、前記[5]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[7]前記工程1は、重合開始剤を添加した後、55〜75℃で4〜24時間激しく撹拌して反応させ、その後、80〜90℃で30〜60分間激しく撹拌する工程である、前記[6]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[8]前記工程2は、前記コア粒子の存在下で熱硬化性樹脂合成用モノマーを重合させる工程である、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
[9]均一に分散した蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子と、該コア粒子を被覆する、熱硬化性樹脂からなるシェル層とを有する、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
[10]前記熱可塑性樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、AS樹脂、ASA樹脂、アルキルメタクリル酸樹脂、(ポリ)アルキルメタクリル酸樹脂、アクリルアミド樹脂、またはスルホン酸基を有するモノマーを重合して形成される樹脂である、前記[9]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
[11]前記熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂またはフラン樹脂である、前記[9]または[10]に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
[12]前記蛍光色素は、ローダミン系色素分子、BODIPY系色素分子、スクアリリウム系色素分子、シアニン系色素分子、オキサジン系色素分子、カルボピロニン系色素分子および芳香族系色素分子から選ばれる少なくとも1種である、前記[9]〜[11]のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法により、高輝度であり、水中や生理食塩水中、培地中などで色素が溶出することのない蛍光色素含有ナノ粒子を製造することができ、この蛍光色素含有ナノ粒子は、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに有効に利用することができる。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子は高い輝度を有するので、免疫組織化学染色において、低発現のタンパク質でも定量することが可能である。また、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子は、含有する蛍光色素が多いので、耐光性が向上し、長時間露光に耐えることができ、蛍光顕微鏡での観察が容易になる。さらに、染色の操作において生理食塩水や緩衝液に曝されても蛍光色素が溶出しない。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子は、高い輝度を有するので、生細胞イメージングにおいても1粒子のシグナルを検出することが可能である。また、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子は、耐光性が高く、蛍光色素が培地中に溶出することがないので、数時間から数日に及ぶ長時間の観察においても観察が容易である。
本発明の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法は、熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させることにより、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子を作製する工程1と、前記コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する工程2とを含む。
本製造方法によって製造される蛍光色素含有ナノ粒子は、その中央部を占めるコア粒子と、そのコア部を被覆するシェル層とからなるコアシェル型である。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法は、コア粒子を、蛍光色素の存在下で熱可塑性樹脂合成用モノマーを重合させることにより作製し、そのコア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆した点に特徴を有する。
モノマーを蛍光色素の存在下で重合させると、生成したポリマーは蛍光色素を包み込みながら成長する。従来法のように、熱硬化性樹脂を蛍光色素の存在下で合成してコア粒子を作製した場合、熱硬化性樹脂は三次元的な密な網目構造を有するので、これに包み込まれた蛍光色素は樹脂粒子に強固に拘束され、樹脂粒子から離脱しにくいという利点を有する。しかし、その一方で、蛍光色素の中には熱硬化性樹脂との親和性が低い色素が多数存在し、そのような熱硬化性樹脂との親和性が低い蛍光色素を使用した場合には、熱硬化性樹脂の合成時に蛍光色素は熱硬化性樹脂ポリマーに包み込まれにくく、作製されたコア粒子には少量の蛍光色素しか含有されない。そのようなコア粒子をシェル層で被覆して得られたコアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子は、輝度が低く、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに有効に利用することはできない。このため、熱硬化性樹脂を蛍光色素の存在下で合成してコア粒子を作製する従来法においては、電気的性質や疎水的性質などに基づく相互作用により熱硬化性樹脂に対して高い親和性を有する蛍光色素を選択して使用しなければならないという制約があった。
これに対し、熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させることによりコア粒子を作製する本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法においては、蛍光色素は総じて、熱硬化性樹脂に比較して熱可塑性樹脂に対して高い親和力を有するので、特定の蛍光色素を選択して使用しなければならないという制約が小さく、幅広い蛍光色素を使用することができ、さらに、熱可塑性樹脂は熱可塑性樹脂に比較して柔軟性に富む構造を有するので、多量の蛍光色素を含有したコア粒子を作製することができる。その一方、熱可塑性樹脂合は、熱硬化性樹脂に比較して疎な構造を有するので、蛍光色素は一旦熱可塑性樹脂合ポリマーに包み込まれてコア粒子内に含有されても、コア粒子から離脱しやすい。そこで、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法においては、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する。熱硬化性樹脂は、前述のとおり三次元的な密な網目構造を有するので、コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆すれば、たとえ蛍光色素がコア粒子から離脱しても、その蛍光色素はシェル層に阻まれ、コアシェル型ナノ粒子内に保持される。このため、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法によって製造されたコアシェル型ナノ粒子は、多量の蛍光色素を保持できるので、輝度が高い。
以上のとおり、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法によれば、蛍光色素の制約が小さく、幅広い蛍光色素を利用でき、高い輝度を有するが蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子を製造することができる。このため、本発明の製造方法によって製造された蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子は、免疫組織化学染色や生細胞イメージングに有効に利用することができる。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法における工程1は、コア粒子を作製する工程である。工程1においては、熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させる。これにより、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子が形成される。
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はないが、スチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、AS樹脂、ASA樹脂、アルキルメタクリル酸樹脂、(ポリ)アルキルメタクリル酸樹脂、アクリルアミド樹脂、およびスルホン酸基を有するモノマーを重合して形成される樹脂等を好適に用いることができる。これらの中でも、スチレン樹脂およびアクリロニトリル樹脂を用いると、蛍光色素の溶出をより効果的に抑制することができ、輝度が高い蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子を得ることができるので好ましい。
前述のとおり、蛍光色素は総じて熱可塑性樹脂に対して高い親和力を有するので、前記蛍光色素として幅広い色素を使用することができる。蛍光色素の中でも、たとえば、Texas Red系色素分子などのローダミン系色素分子、BODIPY系色素分子、スクアリリウム系色素分子、シアニン系色素分子、オキサジン系色素分子、カルボピロニン系色素分子およびクマリン系色素分子などの芳香族系色素分子等から選ばれる少なくとも1種を好適に使用することができる。
ローダミン系色素分子の具体例としては、5−カルボキシ−ローダミン、6−カルボキシ−ローダミン、5,6−ジカルボキシ−ローダミン、ローダミン 6G、テトラメチルローダミン、X−ローダミン、テキサスレッド、スペクトラムレッド、LD700パークロレート、スルホローダミン101等が挙げられる。
BODIPY系色素分子の具体例としては、BODIPY FL、BODIPY TMR、BODIPY 493/503、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665(以上、インビトロジェン社製)等が挙げられる。
スクアリリウム系色素分子の具体例としては、SRfluor, 680−carboxylate、1,3−ビス[4−(ジメチルアミノ)−2−ヒドロキシフェニル]−2,4−ジヒドロキシシクロブテンジイリウムジヒドロキシド、ビス‐1,3−ビス[4−(ジメチルアミノ)フェニル]−2,4−ジヒドロキシシクロブテンジイリウムジヒドロキシド、ビス‐2−(4−(ジエチルアミノ)−2−ヒドロキシフェニル)−4−(4−(ジエチルイミニオ)−2−ヒドロキシシクロヘキサ−2,5−ジエニリデン)−3−オキソシクロブテ−1−エノレート、2−(4−(ジブチルアミノ)−2−ヒドロキシフェニル)−4−(4−(ジブチルイミニオ)−2−ヒドロキシシクロヘキサ−2,5−ジエニリデン)−3−オキソシクロブテ−1−エノレート、2−(8−ヒドロキシ−1,1,7,7−テトラメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロピリド[3,2,1−ij]キノリン−9−イル)−4−(8−ヒドロキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H−ピリド[3,2,1−ij]キノリニウム−9(5H)−イリデン)−3−オキソシクロブテ−1−エノレート等が挙げられる。
シアニン系色素分子の具体例としては、1−ブチル−2−[5−(1−ブチル−1,3−ジヒドロ−3,3−ジメチル−2H−インドール−2−イリデン)−ペンタ−1,3−ジエニル]−3,3−ジメチル−3H−インドリウムヘキサフルオロホスフェート、1−ブチル−2−[5−(1−ブチル−3,3−ジメチル−1,3−ジヒドロ−インドール−2−イリデン)−3−クロロペンタ−1,3−ジエニル]−3,3−ジメチル−3H−インドリウムヘキサフルオロホスフェート、3−エチル−2−[5−(3−エチル−3H−ベンゾチオアゾール−2−イリデン)−ペンタ−1,3−ジエニル]−ベンゾチアゾール−3−イウム-アイオダイド等が挙げられる。
オキサジン系色素分子の具体例としては、Cresyl violet、Oxazine 170、EVOblue30、Nile Blue等が挙げられる。
カルボピロニン系色素分子の具体例としては、CARBOPYRONIN 149等が挙げられる。
芳香環系色素分子であるクマリン系色素分子の具体例としては、クマリン7、クマリン30、BasicYellow40、7-ジエチルアミノ-クマリン、7-ジエチルアミノ-4-メチル-クマリン、7-ジエチルアミノ-4-トリフルオロメチル-クマリン、7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸、7-(ジエチルアミノ)クマリン-3-カルボン酸エチルエステル、7-ジエチルアミノ-3-(4-ピリジニル)-クマリン、7-ジエチルアミノ-3-(2-チオフェン)-クマリン、7-ジエチルアミノ-4-カルボニトリル-クマリン、1,1,6,6,8-ペンタメチル-2,3,5,6-テトラヒドロ-1H,4H-11-オキサ-3a-アザ-ベンゾ[de]アントラセン-10-オン、1,1,6,6-テトラメチル-8-トリフルオロ-2,3,5,6-テトラヒドロ-1H,4H-11-オキサ-3a-アザ-ベンゾ[de]アントラセン-10-オン、クマリン504T、7-ジエチルアミノ-3-カルボアルデヒド-クマリン、1,1,6,6-テトラメチル-10-オキソ-2,3,5,6-テトラヒドロ-1H、4H、10H-11-オキサ-3a-アザ-ベンゾ[de]アントラセン-9-カルボニトリル、9-(1H-ベンゾイミダゾル-2-イル)-1,1,6,6-テトラメチル-2,3,5,6-テトラヒドロ-1H、4H-11-オキサ-3a-アザ-ベンゾ[de]アントラセン-10-オン、3-ジエチルアミノ-7-イミノ-7H-[1]ベンゾピラノ[3',2':3,4]ピリド[1,2-a]ベンズイミダゾール-6-カルボニトリル、10,11,14,15-テトラヒドロ-6-イミノ-9,9,15,15-テトラメチル-6H,9H-ベンズイミダゾ[1",2":1':2']ピリド[4'3':2,3][1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-7-カルボニトリル、クマリン6、クマリン153、クマリン102、クマリン343、クマリン334、クマリン545、クマリン504T、クマリン545T、7-(ジエチルアミノ)-3-フェニルクマリン等が挙げられる。
芳香環系色素分子のクマリン系色素分子以外の具体例としては、N, N−ビス−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,7,12−(4−tert−ブチルフェノキシ)−ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド、N,N'−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,6,7,12−テトラフェノキシペリレン−3,4:9,10−テトラカルボキシジイミド、N,N'−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)ペリレン−3,4,9,10−ビス(ジカルボイミド)、16N,N'−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸ジイミド、4,4'−[(8,16−ジヒドロ−8,16−ジオキソジベンゾ[a,j]ペリレン−2,10−ジイル)ジオキシ]ジブチル酸、2,10−ジヒドロキシ−ジベンゾ[a,j]ペリレン−8,16−ジオン、2,10−ビス(3−アミノプロポキシ)ジベンゾ[a,j]ペリレン−8,16−ジオン、3,3'−[(8,16−ジヒドロ−8,16−ジオキソジベンゾ [a,j]ペリレン−2,10−ジイル)ジオキシ]ジプロピルアミン、17−ビス(オクチルオキシ)アントラ[9,1,2−cde−]ベンゾ[rst]ペンタフェン−5−10−ジオン、オクタデカン酸、 5,10−ジヒドロ−5,10−ジオキソアントラ [9,1,2−cde]ベンゾ[rst]ペンタフェン−16,17−ジイルエステル、ジヒドロキシジベンズアントロン、ベンゼンスルホン酸,4,4',4'',4'''−[[2,9−ビス[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−1,2,3,8,9,10−ヘキサヒドロ−1,3,8,10−テトラオキソアントラ [2,1,9−def:6,5,10−d'e'f']ジイソキノリン−5,6,12,13−テトライル]テトラキス(オキシ)]テトラキス−,ベンゼンエタンアミニウム、4,4',4'',4'''−[[2,9−ビス[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−1,2,3,8,9,10−ヘキサヒドロ−1,3,8,10−テトラオキソアントラ [2,1,9−def:6,5,10−d'e'f']ジイソキノリン−5,6,12,13−テトライル]テトラキス(オキシ)]テトラキス[N,N,N−トリメチル−], スピロピラン,アゾベンゼン,スピロペリミジン,ジアリールエテン,ピラニン等が挙げられる。
前記コア粒子は、色素の存在下に熱可塑性樹脂合成用モノマーを重合させることにより作製される。熱可塑性樹脂合成用モノマーの重合は、界面活性剤を添加して乳化重合することが好ましい。たとえば、蛍光色素および界面活性剤を含有する水溶液に熱可塑性樹脂合成用モノマーを添加し、通常55〜75℃、好ましくは68〜72℃で、10分間程度、好ましくは10〜15分間激しく撹拌する。その後、重合開始剤を添加して、55〜75℃、好ましくは68〜72℃で、4〜24時間、好ましくは4〜5時間激しく撹拌して、反応させる。さらに、液温を80〜90℃、好ましくは80〜82℃に上げ、30〜60分間、好ましくは30〜40分間激しく攪拌する。反応液は、通常、凝集塊と上清である粒子分散液とに分かれる。反応液から粒子分散液を回収する。この粒子分散液を遠心分離し、上清である分散媒を除いた後、沈殿に超純水を加え、超音波分散する。遠心分離、沈殿への超純水添加および超音波分散の工程をさらに2回程度繰り返す。これにより、コア粒子の水分散液が得られる。
前記熱可塑性樹脂合成用モノマーとしては、重合により目的とする熱可塑性樹脂が得られるようなモノマーを適宜選択して使用する。
蛍光色素の添加量は、熱可塑性樹脂合成用モノマー1gに対し、通常1〜50mg、好ましくは4〜20mgである。
前記界面活性剤には特に制限はなく、通常の乳化重合反応に使用される界面活性剤を用いることができる。前記界面活性剤としては、アニオン系、ノニオン系およびカチオン系の全ての界面活性剤を用いることができる。アニオン系の界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。ノニオン系の界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。カチオン系の界面活性剤としては、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。界面活性剤は、1種類単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
市販の界面活性剤としては、例えば、「エマルゲン」(登録商標、花王(株)製)や「ネオペレックス」(登録商標、花王(株)製)を好適に用いることができる。エマルゲンの有効成分はポリオキシエチレンアルキルエーテルであり、ネオペレックスの有効成分はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
界面活性剤の添加量は、熱可塑性樹脂合成用モノマー1gに対し、通常1〜3mg、好ましくは1〜2mgである。
前記重合開始剤としては、熱によりラジカルを発生するアゾ化合物および過酸化物などの熱重合開始剤が挙げられ、アゾ化合物として好ましくはV−50(2,2‘−Azobis(2−methylpropionamidine)dihydrochloride)が挙げられ、過酸化物として好ましくは過硫酸アンモニウムが挙げられる。重合開始剤はレドックス重合開始剤であってもよい。
重合開始剤の添加量は、熱可塑性樹脂合成用モノマー1gに対し、通常0.1〜1.5mg、好ましくは0.3〜0.45mgである。
上記のようにして作製されたコア粒子は、平均粒径が通常20〜300nm、好ましくは50〜200nmである。コア粒子の平均粒径が300nmを超えると染色性に問題が生じる場合があり、コア粒子の平均粒径が20nm未満であると、視認性に問題が生じる場合がある。上記コア粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて電子顕微鏡写真を撮影し、蛍光色素含有ナノ粒子の断面積を計測し、その計測値を面積として有する円の直径(面積円相当径)として算出された数値である。このような平均粒径の測定方法は、後述の蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子についても同様である。
このコア粒子は、蛍光色素の存在下に熱可塑性樹脂合成用モノマーを重合させることにより作製されているので、多量の蛍光色素を均一に分散した状態で含有することができる。このため、本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法における工程1によって作製されたコア粒子を用いて製造された蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子は、高輝度を有し得る。これに対し、まず熱可塑性樹脂合成用モノマーを重合させて粒子を作製し、その後、その粒子に蛍光色素を含浸させてコア粒子を作製した場合には、コア粒子の表面部にしか色素が含有されず、コア粒子に含有される色素の量も少ない。このため、このような方法によって作製されたコア粒子を用いて製造された蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子は、高輝度を有し得ない。
本発明の蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法における工程2は、前記コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する工程である。工程2により、コア粒子と、コア粒子を被覆する、熱硬化性樹脂からなるシェル層とを有するコアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子が形成される。
前記熱硬化性樹脂としては、前述のようなシェル層を形成できる限り特に制限はないが、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂またはフラン樹脂等を好適に挙げることができる。
コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する方法としては、コア粒子から蛍光色素が抜け出すのを防げるように熱硬化性樹脂でコア粒子を被覆できば特に制限はないが、コア粒子の存在下で熱硬化性樹脂合成用モノマーを重合させる方法が簡便であり、好適である。
たとえば、コア粒子を0.1〜2mg/mL、好ましくは0.3〜0.7mg/mLの濃度で含む、コア粒子の水分散液に、界面活性剤および熱硬化性樹脂合成用モノマーを添加し、混合液を約70〜80℃、好ましくは75〜78℃で、10分間程度、好ましくは10〜15分間加熱しながら激しく撹拌する。その後、酸触媒を添加し、酸触媒を添加してから50分間程度、好ましくは45〜50分間、約70℃、好ましくは75〜78℃で加熱しながら撹拌を続ける。その後、混合液を約90℃、好ましくは85〜90℃に昇温して、20分間程度、好ましくは15〜20分間加熱しながら激しく撹拌する。この反応液を遠心分離して、上清を除く。沈殿に超純水を加え、超音波分散する。遠心分離、沈殿への超純水添加および超音波分散の工程をさらに2回程度繰り返す。これにより、コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の水分散液が得られる。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の粒径がコア粒子の粒径よりも大きくなっていることを確認することができる。
前記熱硬化性樹脂合成用モノマーとしては、重合により目的とする熱硬化性樹脂が得られるようなモノマーを適宜選択して使用する。
前記酸触媒としては、ドデシルベンゼンスルホン酸、スルファミン酸、ギ酸、酢酸、硫酸、塩酸、硝酸、パラトルエンスルホン酸等が挙げられる。
酸触媒の添加量は、コア粒子1mgに対し、通常30〜80mg、好ましくは40〜50mgである。
前記シェル層の厚みは、15〜30nmであることが好ましく、20〜30nmであることがより好ましい。
上記のようにして作製されたコアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子は、平均粒径が通常40〜500nm、好ましくは50〜200nmである。コア粒子の平均粒径が500nmを超えると染色性に問題が生じる場合があり、コア粒子の平均粒径が40nm未満であると、視認性に問題が生じる場合がある。
[実施例1]
〔コア粒子の作製〕
6mLスクリュー管に、超純水1960μL、0.5M EDTA水溶液 9.6μL、10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μL、10w/v%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液300μL、10w/v%ノニルフェニルポリ(20)オキシエチレン300μLを入れた。この混合液に、熱可塑性樹脂合成用モノマーとして、スチレン 300μL、ポリプロピレングリコールモノメタクリル酸 60μL、50質量% 2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩水溶液 30μLを加えた。このスクリュー管に長さ10mmの撹拌子を入れて、ホットスターラー上で62℃、15000 rpmで10分間撹拌した。この混合液に、10w/v% V−50水溶液 50μLを加えて重合を開始した。62℃、15000rpmで4時間撹拌した。その後、85℃、15000 rpmで1時間撹拌した。
反応液から凝集塊を除去して、粒子分散液を回収した。この粒子分散液を、4℃、15000rpmで、60分間遠心分離して、上清を除いた。着色した沈殿物に1mLの超純水を加えて超音波分散した。遠心分離と超純水による分散を2回繰り返して、蛍光色素を含有した熱可塑性樹脂からなるコア粒子(1)の水分散液を得た。得られたコア粒子(1)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子(1)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(1) 250μL、5質量%エマルゲン430(ポリオキシエチレンオレイルエーテル、花王(株)製)水溶液 160μL、50質量%ニカラックMX−035(メチル化メラミン樹脂 日本カーバイド工業(株)製)水溶液 120μLを6mLスクリュー管に入れた。このスクリュー管に10mm撹拌子を入れて、ホットスターラー上で15分間、70℃、15000rpmで撹拌した。酸触媒として100μLの5質量%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液を添加した。60分間、70℃、15000 rpmで攪拌した後、30分間、90℃、15000 rpmで攪拌した。4℃、15000rpmで、20分間遠心分離して上清を除いた。着色した沈殿物に1mLの超純水を加えて超音波分散した。遠心分離と超純水による分散を2回繰り返して、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(1)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(1)の粒径がコア粒子(1)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(1)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(1)の濃度は16.4mg/mLであった。
(輝度の評価)
得られた水分散液を、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(1)の濃度が10pmol/Lになるように超純水で希釈した。この希釈された水分散液に対し、分光蛍光光度計(F−7000日立ハイテクノロジーズ社製)にて蛍光強度を測定した。得られた蛍光強度により蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(1)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
得られた水分散液を、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(1)の濃度が0.1nmol/Lになるようにリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で希釈した。希釈された水分散液を3時間、37℃でインキュベートした後、4℃、15000rpmで、60分間遠心分離し、上清を回収した。上清の蛍光強度を分光蛍光強度計(F−7000日立ハイテクノロジーズ社製)にて測定し、上清中の蛍光色素の濃度を求めた。上清中の蛍光色素の濃度により、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(1)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例2]
〔コア粒子の作製〕
熱可塑性樹脂合成用モノマーとして、スチレン200μL、アクリロニトリル 100μL、ヒドロキシプロピルモノメタクリル酸 60μL、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩30μLを使用したこと以外は実施例1と同様に行い、コア粒子(2)の水分散液を得た。得られたコア粒子(2)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子水分散液(1)に替えて、コア粒子(2)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(2)を使用したこと以外は実施例1と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(2)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(2)の粒径がコア粒子(2)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(2)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(2)の濃度は20mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(2)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(2)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例3]
〔コア粒子の作製〕
熱可塑性樹脂合成用モノマーとして、スチレン200μL、アクリロニトリル 100μL、ポリプロピレングリコールモノメタクリル酸 60μL、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩30μLを使用したこと以外は実施例1と同様に行い、コア粒子(3)の水分散液を得た。得られたコア粒子(3)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子水分散液(1)に替えて、コア粒子(3)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(3)を使用したこと以外は実施例1と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(3)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(3)の粒径がコア粒子(3)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(3)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(3)の濃度は18mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(3)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(3)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例4]
〔コア粒子の作製〕
実施例3と同様に行い、コア粒子(3)の水分散液を得た。得られたコア粒子(3)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
50質量%ニカラックMX−035(メチル化メラミン樹脂 日本カーバイド工業(株)製)水溶液 120μLおよび5質量%ドデシルベンゼンスルホン酸100 μL に替えて、それぞれ50質量%尿素 (東京化成工業(株))100μLおよび10質量%ホルマリン(東京化成工業(株)150μL)を使用したこと以外は実施例3と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(4)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(4)の粒径がコア粒子(3)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(4)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(4)の濃度は15.4mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(4)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(4)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例5]
〔コア粒子の作製〕
実施例3と同様に行い、コア粒子(3)の水分散液を得た。得られたコア粒子(3)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
50質量%ニカラックMX−035(メチル化メラミン樹脂 日本カーバイド工業(株)製)水溶液 120μLおよび5質量%ドデシルベンゼンスルホン酸100 μL に替えて、それぞれ50質量%ベンゾグアナミン水溶液 (東京化成工業(株))120μLおよび10質量%ホルマリン(東京化成工業(株))150μLを使用したこと以外は実施例3と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(5)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(5)の粒径がコア粒子(3)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(5)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(5)の濃度は10.3mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(5)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(5)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例6]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10mg/mLのスルホローダミン101水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(4)の水分散液を得た。得られたコア粒子(4)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子水分散液(1)に替えて、コア粒子(4)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(4)を使用したこと以外は実施例1と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(6)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(6)の粒径がコア粒子(4)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(6)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(6)の濃度は20mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(6)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(6)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例7]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのクマリン30水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(5)の水分散液を得た。得られたコア粒子(5)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子水分散液(1)に替えて、コア粒子(5)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(5)を使用したこと以外は実施例1と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(7)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(7)の粒径がコア粒子(5)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(7)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(7)の濃度は16.8mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(7)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(7)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[実施例8]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10mg/mLのクマリン7水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(6)の水分散液を得た。得られたコア粒子(6)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子水分散液(1)に替えて、コア粒子(6)を50mg/mLの濃度で含むコア粒子水分散液(6)を使用したこと以外は実施例1と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(8)の水分散液を得た。走査型電子顕微鏡を用いて、コアシェル型ナノ粒子(8)の粒径がコア粒子(6)の粒径よりも大きいことを確認した。コアシェル型ナノ粒子(8)の粒径は115nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(8)の濃度は15.6mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(8)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(8)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例1]
実施例3における「コア粒子の作製」と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱可塑性樹脂粒子(1)の水分散液を得た。得られた熱可塑性樹脂粒子(1)の粒径は100nmであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(1)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(1)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例2]
スルホローダミン101に替えてBasicYellow40を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された実施例10と同様の手法により、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(9)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(9)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(9)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例3]
スルホローダミン101に替えてBasicYellow40を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された調製例1と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱硬化性樹脂粒子(1)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(1)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(1)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例4]
〔コア粒子の作製〕
実施例3と同様に行い、コア粒子(3)の水分散液を得た。得られたコア粒子(3)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
6mLスクリュー管に、超純水1960μL、0.5M EDTA水溶液 9.6μL、10w/v%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液300μL、10w/v%ノニルフェニルポリ(20)オキシエチレン300μL、コア粒子(3)50μLを入れた。この混合液に、熱可塑性樹脂合成用モノマーとしてスチレン(東京化成工業(株)) 200μLを加えた。このスクリュー管に長さ10mmの撹拌子を入れて、ホットスターラー上で62℃、15000 rpmで10分間撹拌した。この混合液に、10w/v% V−50水溶液 50μLを加えて重合を開始した。62℃、15000rpmで4時間撹拌した。その後、85℃、15000 rpmで1時間撹拌した。
反応液から凝集塊を除去して、粒子分散液を回収した。この粒子分散液を、4℃、15000rpmで、60分間遠心分離して、上清を除いた。着色した沈殿物に1mLの超純水を加えて超音波分散した。遠心分離と超純水による分散を2回繰り返して、コアシェル型ナノ粒子(10)の水分散液を得た。得られたコアシェル型ナノ粒子(10)の粒径は120nmであった。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(10)の濃度は9.5mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(10)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(10)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例5]
10mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのスルホローダミン101水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3における「コア粒子の作製」と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱可塑性樹脂粒子(2)の水分散液を得た。得られた熱可塑性樹脂粒子(2)の粒径は100nmであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(2)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(2)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例6]
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのクマリン30水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例1における「コア粒子の作製」と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱可塑性樹脂粒子(3)の水分散液を得た。得られた熱可塑性樹脂粒子(3)の粒径は100nmであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(3)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(3)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例7]
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのクマリン7水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例1における「コア粒子の作製」と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱可塑性樹脂粒子(4)の水分散液を得た。得られた熱可塑性樹脂粒子(4)の粒径は100nmであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(4)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱可塑性樹脂粒子(4)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例8]
特開2015−108572号公報に記載された実施例10と同様の手法により、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(11)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(11)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(11)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例9]
スルホローダミン101に替えてクマリン30を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された実施例10と同様の手法により、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(12)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(12)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(12)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例10]
スルホローダミン101に替えてクマリン7を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された実施例10と同様の手法により、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例11]
特開2015−108572号公報に記載された調製例1と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱硬化性樹脂粒子(2)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(2)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(2)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例12]
スルホローダミン101に替えてクマリン30を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された調製例1と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱硬化性樹脂粒子(3)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(3)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(3)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例13]
スルホローダミン101に替えてクマリン7を使用したこと以外は、特開2015−108572号公報に記載された調製例1と同様の手法により、蛍光色素を含有した熱硬化性樹脂粒子(4)を製造した。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(4)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、熱硬化性樹脂粒子(4)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例14]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのスルホローダミン101水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(7)の水分散液を得た。得られたコア粒子(7)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子(3)の替わりにコア粒子(7)を使用したこと以外は比較例3と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)の水分散液を得た。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(13)の濃度は9.2mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(13)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例15]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのクマリン30水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(8)の水分散液を得た。得られたコア粒子(8)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子(3)の替わりにコア粒子(8)を使用したこと以外は比較例3と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(14)の水分散液を得た。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(14)の濃度は9.1mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(14)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(14)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
[比較例16]
〔コア粒子の作製〕
10 mg/mLのBasicYellow40水溶液300μLに替えて、10 mg/mLのクマリン7水溶液300μLを使用したこと以外は、実施例3と同様に行い、コア粒子(9)の水分散液を得た。得られたコア粒子(9)の粒径は100nmであった。
〔蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子の製造〕
コア粒子(3)の替わりにコア粒子(9)を使用したこと以外は比較例3と同様に行い、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(15)の水分散液を得た。得られた水分散液に含まれるコアシェル型ナノ粒子(15)の濃度は8.9mg/mLであった。
(輝度の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(15)の輝度を評価した。結果を表1に示す。
(蛍光色素の分散媒中への溶出量の評価)
実施例1と同様に、蛍光色素含有コアシェル型ナノ粒子(15)から分散媒中へ溶出した蛍光色素の量を評価した。結果を表1に示す。
Figure 2018025433

Claims (12)

  1. 熱可塑性樹脂合成用モノマーを蛍光色素の存在下で重合させることにより、蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子を作製する工程1と、前記コア粒子を熱硬化性樹脂からなるシェル層で被覆する工程2とを含む、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  2. 前記熱可塑性樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、AS樹脂、ASA樹脂、アルキルメタクリル酸樹脂、(ポリ)アルキルメタクリル酸樹脂、アクリルアミド樹脂、またはスルホン酸基を有するモノマーを重合して形成される樹脂である、請求項1に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  3. 前記熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂またはフラン樹脂である、請求項1または2に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  4. 前記蛍光色素は、ローダミン系色素分子、BODIPY系色素分子、スクアリリウム系色素分子、シアニン系色素分子、オキサジン系色素分子、カルボピロニン系色素分子および芳香族系色素分子から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  5. 前記工程1は、蛍光色素および界面活性剤の存在下で熱可塑性樹脂合成用モノマーを乳化重合させる工程である、請求項1〜4のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  6. 前記工程1は、熱重合開始剤を添加して重合を行う工程である、請求項5に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  7. 前記工程1は、重合開始剤を添加した後、55〜75℃で4〜24時間激しく撹拌して反応させ、その後、80〜90℃で30〜60分間激しく撹拌する工程である、請求項6に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  8. 前記工程2は、前記コア粒子の存在下で熱硬化性樹脂合成用モノマーを重合させる工程である、請求項1〜7のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子の製造方法。
  9. 均一に分散した蛍光色素を含有する熱可塑性樹脂からなるコア粒子と、該コア粒子を被覆する、熱硬化性樹脂からなるシェル層とを有する、免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
  10. 前記熱可塑性樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、AS樹脂、ASA樹脂、アルキルメタクリル酸樹脂、(ポリ)アルキルメタクリル酸樹脂、アクリルアミド樹脂、またはスルホン酸基を有するモノマーを重合して形成される樹脂である、請求項9に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
  11. 前記熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂またはフラン樹脂である、請求項9または10に記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
  12. 前記蛍光色素は、ローダミン系色素分子、BODIPY系色素分子、スクアリリウム系色素分子、シアニン系色素分子、オキサジン系色素分子、カルボピロニン系色素分子および芳香族系色素分子から選ばれる少なくとも1種である、請求項9〜11のいずれかに記載の免疫組織化学染色または生細胞イメージング用コアシェル型蛍光色素含有ナノ粒子。
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