JP2021004371A - ナノ粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、π共役架橋ポリマーから形成されたナノ粒子を含むナノ粒子組成物、ならび
にその製造方法およびその使用に関する。
グから消費者電子機器に至る用途において、量子ドット(QD)の魅力的な代替物とみな
されている。
され得るいくつかのin vitroおよびin vivo生体イメージング用途におい
て有望であった。しかしながら、QDは、毒性重金属種(例えばカドミウムおよび鉛)を
放出し得るin vivo酸化分解が起こる可能性があることによって、最終的に人間に
対して使用することができず、または長期の細胞追跡用途において使用することができな
い。さらに、そのような重金属の使用は、ある特定の領域において厳しく制限されており
、したがってより毒性の低い代替物の必要性が強調される。
)であり、可視領域にわたり調整可能な光安定性のあるフォトルミネッセンスを有し、お
よび水中での安定な分散体として単離され得る能力を持つといった、QDの望ましい特性
の多くを示す。
336)は、ポリフルオレン非架橋コポリマー上に存在するある割合のアルキル側鎖を、
より親水性の側鎖と置き換えることが、得られる非架橋CPNのサイズおよび光学特性に
大きな影響を与えることを開示している。
297−3304)は、塩基性条件下で架橋可能であるペンダントトリエトキシシリル側
鎖を有するポリフルオレンから形成された、ハイブリッド無機−有機複合ナノ粒子を開示
している。
性構造である内側シェルと、内側シェルと外側シェルとの間の架橋とを有するナノ蛍光ミ
クロスフェアを開示している。
−435)は、溶媒キラリティ移動技術による、超分岐共役ポリマーのキラルおよび蛍光
ナノ粒子の調製を開示している。
CPNの最大限の可能性を実現し得るには、そのより広範な利用における制限因子を検討
することが必要である。これには、改善された生成プロセス、より高度の製造管理、およ
び生物学的用途における使用のための高い純度が含まれる。
むナノ粒子組成物であって、π共役架橋ポリマーは、
a)80〜99.9モル%のπ共役モノマーと、
b)以下に示される式I:
Z1およびZ2は、モノマー部分であり、
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、0.1〜20モル%の架橋剤と
を含む、ナノ粒子組成物が提供される。
方法であって、エマルション重合、ミニエマルション重合または分散重合技術によりナノ
粒子を形成し、ナノ粒子の水性懸濁液を提供するステップを含む、方法が提供される。
る、得られる、または直接的に得られるナノ粒子組成物が提供される。
ける、本明細書において定義されるナノ粒子組成物の使用が提供される。
るようなナノ粒子組成物を含むナノ粒子分散体が提供される。
別段に指定されない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される次の用語
は、以下に記載される次の意味を有する。
言及は、パラジウムにより触媒される有機スズ化合物およびsp2混成有機ハライドが関
与する周知の化学反応カップリングを示す。この反応は、有機合成において広く使用され
る。共役ポリマー系の生成のためのスティル重合反応の使用は、例えば、Chem. R
ev. 2011, 111, 1493−1528に記載されている。一般的反応スキ
ームを以下に示す。
(R)3Sn−R1+X−R2→R1−R2
式中、
Rは、(1〜6C)アルキル等のヒドロカルビル置換基であり;
R1およびR2は、共に、カップリングされるモノマー単位であり;
Xは、反応基、典型的にはCl、Br、I等のハライド、またはトリフレート、CF3S
O3 −等の擬ハライドである。
ハライドまたはビニル−ハライドとの周知の有機反応を示す。鈴木反応は、典型的には、
パラジウム(0)錯体触媒により触媒される。この反応は、化学分野において周知であり
、以下に示される一般的反応スキームに従う。
も生じる。ボロン酸の代わりにボロン酸エステルおよび有機トリフルオロボレート塩が使
用されてもよい。ポリマー合成の場合、R1およびR2は、モノマー単位を表す。
よびアルキニル基を含む。
レン」等の個々のアルキレン基への言及は、直鎖型のみに特定され、「イソプロピレン」
等の個々の分岐鎖アルキレン基への言及は、分岐鎖型のみに特定される。例えば、「(1
〜20C)アルキレン」は、(1〜14C)アルキレン、(1〜12C)アルキレン、プ
ロピレン、イソプロピレンおよびt−ブチレンを含む。本明細書において言及される他の
基にも、同様の規則が適用される。
ルケニルおよびアルキニル基を含む。
またはアントラセン環を指す。一実施形態において、「アリール」は、フェニルまたはナ
フタレンであり、特にフェニルである。
〜4個、特に1個、2個または3個)のヘテロ原子(例えばN、O、P、S、Si、Ge
、AsまたはSe)を組み込んだ、芳香族単環式、二環式または三環式環を意味する。ヘ
テロアリール基の例は、5個から18個の環員を含有する単環式、二環式および三環式基
である。ヘテロアリール基は、例えば、5員もしくは6員単環式環、8員、9員もしくは
10員二環式環、または15員、16員、17員もしくは18員三環式環であってもよい
。好適には、二環式または三環式環系における各環は、5個または6個の環原子を含む。
岐ポリマーを包含しない。超分岐ポリマーのポリマー「分岐」は、全て単一の焦点から生
じている。対照的に、本発明の一部を形成する架橋ポリマーのポリマーストランドは、全
て単一の焦点に集束しない。むしろ、本発明の一部を形成する架橋ポリマーのストランド
は、ポリマー全体を通して互いに無作為に架橋しており、架橋部位のいずれも、超分岐ポ
リマーの意味における単一の焦点を表すことはない。さらに、本発明の一部を形成するポ
リマー内において、所与の架橋部位から4つ以上のポリマー鎖が生じており、一方、超分
岐ポリマー内の単一の焦点(または他の分岐点)は、3配位のみである。さらに、本発明
の一部を形成する架橋ポリマーは、全ての溶媒(水性、有機、極性および非極性溶媒を含
む)に不溶となる程度まで架橋しており、一方、超分岐ポリマーは、一般的に可溶である
。
上述されたように、本発明は、π共役架橋ポリマーから形成された複数のナノ粒子を含
むナノ粒子組成物であって、π共役架橋ポリマーは、
a)80〜99.9モル%のπ共役モノマーと、
b)以下に示される式I:
Z1およびZ2は、モノマー部分であり、
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、0.1〜20モル%の架橋剤と
を含むナノ粒子組成物を提供する。
て、本発明の組成物を形成するナノ粒子は、π共役架橋ポリマーから形成される。π共役
架橋ポリマー自体は、π共役モノマーの骨格を備え、架橋部分がπ共役骨格に沿って散在
している。架橋部分の構造は、1つのモノマーが2つのポリマー骨格鎖にわたるような構
造である。したがって、ポリマーの構築中、π共役骨格鎖への架橋部分の組み込みが、架
橋部分の両側でのさらなるπ共役骨格鎖の拡大のための直接的な部位を提供する。したが
って、本発明のナノ粒子組成物を形成するポリマー内の架橋は、モノマー単位の連結中に
in−situで形成され、これは、架橋度が単に架橋剤の濃度を変更することによって
容易に調節され得ることを意味する。そのπ共役構造により、この種の架橋ポリマーは、
良好な電子非局在化特性を提供する。そのようなポリマーはまた、架橋剤を介した隣接骨
格鎖間の電子非局在化の可能性を提供する。上述の架橋のこの直接的なin−situ形
成とは対照的に、先行技術のCPNは、ある特定の条件下で架橋されやすい、特別に修飾
されたペンダント側鎖を有するモノマーから形成されるポリマーの調製に焦点を置いてい
る。実行可能な方法ではあるが、そのような手法は、必然的に、骨格鎖をそれらの間の架
橋を誘導するのに好適な条件下に置く前に、ポリマー骨格鎖を形成する最初のステップを
必要とする。この複数ステップの手法は、本発明の組成物を形成するポリマーを調製する
ために使用される手法より複雑であり、ポリマー鎖間の架橋度は、制御するのがはるかに
より困難である。
は、はるかにより高いレベルの純度を示すナノ粒子組成物を得るのに適している。不溶性
の架橋剤は、π共役架橋ポリマーが溶媒和性溶媒と接触した際に膨潤を示すように、ナノ
粒子組成物を水および有機溶媒に不溶性とする。このようにポリマーを膨潤させることに
より、触媒および他の試薬等のポリマーネットワーク内に捕捉された不純物は、洗浄によ
って容易に除去され得る。したがって、先行技術の組成物とは異なり、得られる高純度フ
ォトルミネッセンス性ナノ粒子組成物は、生体イメージング等の生物学的用途、および他
のin vivoプロセスにおける使用に極めて好適である。
芳香族モノマーと重合することができる。Z2は、第1のポリマー鎖の隣に第2のポリマ
ー鎖を形成し、それにより2つの隣接するポリマー鎖を互いに架橋するように、π共役ポ
リマーおよび芳香族モノマーと重合することができる。したがって、Z1およびZ2は、
本明細書において定義されるモノマーの一部または全てを形成する部分の例のいずれかか
ら独立して選択され得る。一実施形態において、Z1およびZ2は、π共役している。別
の実施形態において、Z1およびZ2は、芳香族である。
の)3つ以上の共有結合点を有してもよい。例えば、Z1および/またはZ2は、3つの
共有結合点を有してもよいことを理解されたい。
非π共役であってもよい。例示的な架橋基は、原子(例えばO、S)、金属(例えば、I
r、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、Pd、Au)または他の基(例えば、
−SiR2−、−CH=CH−、−C6H4−)を含む。Yは、結合である場合、単結合
または二重結合であってもよい。Yが存在しない場合、Z1は、Z2に直接結合し、例え
ば、Z1は、Z2に縮合している、または共通の(共有の)スピロ炭素原子によってそれ
に結合している。
であってもよく、または架橋基であってもよい。
、下記式(Ia):
そのような架橋剤の例は、これらに限定されないが、
そのような実施形態において、Z1がZ2に縮合している、またはZ1およびZ2が1つ
もしくは複数の共通する原子を共有するという意味で、Z1はZ2に直接結合していても
よい。
そのような架橋剤の例は、これらに限定されないが、
基を有する架橋剤の例は、これらに限定されないが、
非π共役架橋基を有する架橋剤の例は、これらに限定されないが、
分Znを含んでもよい。そのような実施形態において、Yは、下記式(A):
Zは、モノマー部分であり、本明細書において定義されるZ1またはZ2に関して定義さ
れた通りであり;
nは、1またはそれ超(例えば1または2)である)に従う構造を有し得る。
一実施形態において、nは1であり、架橋剤は、下記式(Ic):
Y1がπ共役架橋基である場合、この種の例示的架橋剤は、これらに限定されないが、
代替として、Y1が芳香族架橋基である場合、この種の例示的架橋剤は、これらに限定さ
れないが、
代替として、式(Ic)の架橋剤は、(π共役モノマーへの結合のための)異なる数の共
有結合点を有してもよい。例えば、架橋剤は、以下に示すように、5つ、7つ、8つまた
は9つの共有結合点を含有してもよい。
によりYに結合してもよい。この種の架橋剤は、以下に示される式(Id):
一実施形態において、Yが式A中で定義された通りである場合、架橋剤は、下記式(Id
’):
Zは、モノマー部分であり、本明細書において定義されるZ1またはZ2に関して定義さ
れた通りである)
に従う構造を有し得る。
Y1が芳香族架橋基である場合、この種の例示的架橋剤は、これらに限定されないが、
代替として、式(Id’)の架橋剤は、(π共役モノマーへの結合のための)異なる数の
共有結合点を有してもよい。例えば、架橋剤は、4つ(Zは共有結合点を有さない)、5
つ、7つ、8つまたは9つの共有結合点を含有してもよい。
。そのような実施形態において、架橋剤は、下記式(Ie):
各Zは、独立してモノマー部分であり、本明細書において定義されるZ1またはZ2に関
して定義された通りである)
に従う構造を有し得る。
Y1が非π共役架橋基である場合、そのような架橋剤の例は、これらに限定されないが、
含む。
Zを含まない。そのような実施形態において、Z1およびZ2は、架橋剤中に存在する唯
一のモノマー部分である。
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する。
、Z1は、Z2に縮合している、または1つもしくは複数の共通の(共有の)原子(例え
ばスピロ炭素原子)によってそれに結合している。好適には、Z1は、共通のスピロ炭素
原子によってZ2に結合している。
重合してナノ粒子を形成し得る任意の好適なπ共役モノマーが使用され得る。
。したがって、一態様において、本発明は、炭素間三重結合をまったく含まないπ共役架
橋ポリマーに関する。炭素間三重結合中の電子は、π電子が完全に非局在化していない立
体構造を生成する。
、または組み合わせてπ共役環系を有するモノマーを提供すること、異なる化学部分の選
択を含み得ることが理解される。
例は、単環式アリール基(例えばフェニル環)、多環式アリール環系(例えばフルオレン
環系、ナフチル環)、単環式へテロアリール環(例えばチオフェン環)もしくは多環式ヘ
テロアリール環系(例えばベンゾチアゾール、ベンゾジアザタゾール環、チエノ[3,2
−b]チオフェン、もしくはピロロ[3,4−c]ピロール)、または他の共役ヘテロ環
式環系(例えばピロロ−ピロール−1,4−ジオン環)を含み、各部分は、1つまたは複
数の有機基、例えば1から30個の炭素原子を任意選択で含み、1つまたは複数のヘテロ
原子(例えばN、O、P、S、Si、Ge、AsまたはSe)を任意選択で含むヒドロカ
ルビル置換基で任意選択で置換され、そのような部分の2つ以上が存在する場合、それら
は、結合または原子結合(atom linkage)(例えばビアリールアミンまたは
トリアリールアミン基の場合等)により互いに架橋され得る。
素原子を任意選択で含み、1つもしくは複数のヘテロ原子(例えば、N、O、P、S、S
i、Ge、AsもしくはSe)を任意選択で含むヒドロカルビル置換基、または芳香族も
しくはヘテロ芳香族基)であり;
Mは、金属(例えば、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、Pd、または
Au)であり;
Lは、配位子(例えば、ハライド、または1から30個の炭素原子を任意選択で含み、1
つもしくは複数のヘテロ原子(例えば、N、O、S、Si、もしくはP)を任意選択で含
むヒドロカルビル置換基、または芳香族もしくはヘテロ芳香族基)であり;
上記構造のそれぞれは、1つまたは複数の有機置換基(例えば、1から30個の炭素原子
を任意選択で含み、1つもしくは複数のヘテロ原子(例えば、N、O、P、S、Si、G
e、AsもしくはSe)を任意選択で含むヒドロカルビル置換基、または芳香族もしくは
ヘテロ芳香族基)で任意選択でさらに置換されていてもよい)を含む。
R1およびR2は、それぞれ独立して、基:
−X−Q
(式中、
Xは、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アルキ
ニレン、−[(CH2)2−O]n−、−[O−(CH2)2]n−および−[O−Si
(Rz)2]n(式中、Rzは、(1〜4C)アルキルであり、nは、1から30である
)からなる群から選択され、
Qは、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル、
アミノ、−C=CH2、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、なら
びにアクリレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選択される末端
基である)
であり;
またはR1およびR2は、それらが結合した炭素原子と一緒になって環を形成するように
連結されている)
を有する部分を含む。
R1およびR2は、上で定義された通りであり;
A1およびA2は、独立して、存在しないか、または以下の部分:
−X1−Q1
(式中、
X1は、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アル
キニレン、−[(CH2)2−O]n−、−[O−(CH2)2]n−、および−[O−
Si(Rz)2]n−(式中、Rzは、(1〜4C)アルキルであり、nは、1から30
である)からなる群から選択され、
Q1は、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル
、アミノ、−C=CH2、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、な
らびにアクリレート、エポキシまたはスチレンから選択される重合性基から選択される末
端基である)
であり;
Mは、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびAuから選択され
る金属であり;
Lは、ハロ、N、O、S、Si、Ge、AsもしくはPから選択される1つもしくは複数
のヘテロ原子を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)アル
キル、ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換基
で任意選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選択
される配位子であり;
pは、1から4である)
により定義される構造を有する。
される構造を有する。
分:
のいずれか1つから選択される。
XおよびX1は、存在する場合、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレ
ン、(2〜30C)アルキニレン、−[(CH2)2−O]n−、−[O−(CH2)2
]n−および−[O−Si(Rz)2]n−(式中、Rzは、メチルであり、nは、1か
ら30である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、
(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH2、−C≡CH、ならびにアク
リレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選択される末端基であり
;
Mは、存在する場合、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびA
uから選択される金属であり;
Lは、存在する場合、ハロ、N、O、S、SiもしくはPから選択される1つもしくは複
数のヘテロ原子を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)ア
ルキル、ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換
基で任意選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選
択される配位子であり;
pは、存在する場合、1から4である。
XおよびX1は、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、(2〜20C)アルケニ
レン、(2〜20C)アルキニレン、−[(CH2)2−O]n−および−[O−(CH
2)2]n−(式中、nは、1から20である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、
(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH2および−C≡CHから選択さ
れる末端基である。
Mは、存在する場合、Ir、Pt、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であ
り;
Lは、存在する場合、ハロ、N、O、もしくはSから選択される1つもしくは複数のヘテ
ロ原子を任意選択で含む(1〜20C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)アルキル、
ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換基で任意
選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選択される
配位子であり;
pは、存在する場合、1から4である。
XおよびX1は、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH2)2−O]n
−および−[O−(CH2)2]n−(式中、nは、1から20である)からなる群から
独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、
(1〜4C)アルコキシカルボニルおよびアミノから選択される末端基であり;
Mは、存在する場合、Ir、Pt、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であ
り;
Lは、存在する場合、(1〜4C)アルキル、ハロ、アリールまたはヘテロアリールから
選択される1つまたは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリー
ルからなる群から独立して選択される配位子であり;
pは、存在する場合、1から4である。
XおよびX1は、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH2)2−O]n
−および−[O−(CH2)2]n−(式中、nは、1から20である)からなる群から
独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、メチル、(1〜2C)アルコキシカル
ボニルおよびヒドロキシルから選択される末端基であり;
Mは、存在する場合、Irであり;
Lは、存在する場合、アリールまたはヘテロアリールから選択される1つまたは複数の置
換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から独立して選択
される配位子であり;
pは、存在する場合、1から2である。
XおよびX1は、存在する場合、(4〜12C)アルキレン、−[(CH2)2−O]n
−および−[O−(CH2)2]n−(式中、nは、1から15である)からなる群から
独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、メチル、(1〜2C)アルコキシカル
ボニルおよびヒドロキシルから選択される末端基であり;
Mは、存在する場合、Irであり;
Lは、存在する場合、フェニルまたは6員へテロアリールから選択される1つまたは複数
の置換基で任意選択で置換された、フェニルまたは6員ヘテロアリールからなる群から独
立して選択される配位子であり;
pは、存在する場合、1から2である。
XおよびX1は、存在する場合、(4〜12C)アルキレンおよび−[(CH2)2−O
]n−(式中、nは、1から15である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ1は、存在する場合、独立して、水素、(1〜2C)アルコキシカルボニルお
よびメチルから選択される末端基であり;
Mは、存在する場合、Irであり;
Lは、存在する場合、フェニルまたは6員へテロアリールから選択される1つまたは複数
の置換基で任意選択で置換された、フェニルまたは6員ヘテロアリールからなる群から独
立して選択される配位子であり;
pは、存在する場合、1から2である。
m(CF2)n−(式中、mは、0から30であり、nは、1から30である)であって
もよく、Qおよび/またはQ1はまた、−CF3であってもよい。
て選択される。
て選択される。
が分散される水系ビヒクルを提供する。媒体は、溶解した材料および他の水混和性溶媒等
の追加的な成分を含んでもよい。好適には、水性媒体は、水である。最も好適には、水性
媒体は、精製水である。
子サイズ(Z平均、DLSにより測定される)を有する。好適には、ナノ粒子組成物を形
成するナノ粒子は、30〜400nmの粒子サイズを有する。より好適には、ナノ粒子は
、30〜300nm未満の粒子サイズを有する。さらにより好適には、ナノ粒子は、30
〜250nm未満の粒子サイズを有する。さらにより好適には、ナノ粒子は、30〜20
0nm未満の粒子サイズを有する。最も好適には、ナノ粒子は、30〜100nm未満の
粒子サイズを有する。
子サイズを有する。より好適には、ナノ粒子は、20〜300nm未満の粒子サイズを有
する。さらにより好適には、ナノ粒子は、20〜250nm未満の粒子サイズを有する。
さらにより好適には、ナノ粒子は、20〜200nm未満の粒子サイズを有する。最も好
適には、ナノ粒子は、20〜100nm未満の粒子サイズを有する。
子サイズを有する。より好適には、ナノ粒子は、10〜300nm未満の粒子サイズを有
する。さらにより好適には、ナノ粒子は、10〜250nm未満の粒子サイズを有する。
さらにより好適には、ナノ粒子は、10〜200nm未満の粒子サイズを有する。最も好
適には、ナノ粒子は、10〜100nm未満の粒子サイズを有する。
ましくは20から600の重合度を有する。
、ナノ粒子組成物は、2〜8モル%の架橋剤を含む。より好適には、ナノ粒子組成物は、
3〜7モル%の架橋剤を含む。最も好適には、ナノ粒子組成物は、4.5〜5.5モル%
の架橋剤を含む。
、安定剤をさらに含んでもよい。例えば、当該技術分野において知られている非イオン性
、カチオン性またはアニオン性安定剤等の、任意の好適な安定剤が使用され得る。好適な
安定剤の具体例は、非イオン性安定剤、例えば、Triton Xシリーズのオクチルフ
ェノールエトキシレート、Tergitolシリーズのノニルフェノールエトキシレート
(Dow Chemical Company);Brijシリーズのポリ(オキシエチ
レン)グリコールアルキルエーテル、Superonicシリーズ、Tweenシリーズ
のポリソルベート界面活性剤(Croda);Pluronicシリーズのエチレンオキ
シドおよびプロピレンオキシドをベースとしたブロックコポリマー(BASF);Tet
ronicシリーズのエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドをベースとした四官能
性ブロックコポリマー、Lutensolシリーズ(BASF);Igepalシリーズ
、RhodasurfシリーズおよびAntaroxシリーズ(Rhodia);ならび
にMerpolシリーズ(Stepan Co.)を含む。
トリウム(SDS)、および/またはカチオン性安定剤、例えばセチルトリメチルアンモ
ニウムブロミド(CTAB)をさらに含む。
上述されたように、本発明はまた、分散媒体全体に分散された本明細書において定義さ
れるようなナノ粒子組成物を含む、ナノ粒子分散体を提供する。
散体が生物学的用途に意図される場合、水性分散媒体が特に好適となり得る。
媒体がポリマーマトリックスである分散体は、LEDリン光体としての使用に特に好適と
なり得る。
調製され得る。好適には、分散媒体中のナノ粒子の濃度は、15mM以上である。より好
適には、分散媒体中のナノ粒子の濃度は、20mM以上である。好適には、分散媒体中の
ナノ粒子の濃度は、25mM以上である。上述の濃度は、重合反応に使用された最初のモ
ノマー濃度に基づき、モノマーからポリマーへの100%の変換を仮定している。
一実施形態において、分散媒体(例えば水)中のナノ粒子の濃度は、15mg/ml以下
である。そのような分散体は、生物学的用途において特に有用となり得る。
度は、5wt%以下である。好適には、分散媒体中のナノ粒子の濃度は、3wt%以下で
ある。より好適には、分散媒体中のナノ粒子の濃度は、1wt%以下である。そのような
分散体は、ナノ粒子がLEDリン光体として使用されている用途に適用され得る。
上述されたように、本発明はまた、本明細書において定義されるナノ粒子組成物を形成
する方法であって、エマルション重合、ミニエマルション重合または分散重合技術により
ナノ粒子を形成し、ナノ粒子の水性懸濁液を提供するステップを含む、方法を提供する。
る。
r*PdTEACl2またはPd2(dba)3/P(o−tol)3)と共に、好適な
有機溶媒(例えば、クロロベンゼン、トルエンまたはキシレン)中に溶解される。次いで
、この溶液は、水、水酸化テトラエチルアンモニウム溶液(水中40%)および好適な乳
化剤の水性媒体に添加される。任意の好適な乳化剤、例えばSDS、Triton X1
02、Brij L23、および/またはTween 20等が使用され得る。得られた
エマルションは、撹拌および/または超音波照射され、エマルションを、好適にはミニエ
マルションを形成し得る。次いで、エマルション混合物は、30℃から100℃の間の温
度まで(Pd(PPh3)4、Pd2(dba)3/P(o−tol)3の場合、好適に
は70℃から95℃の間、より好適には80℃から95℃の間であり;IPr*PdTE
ACl2の場合、理想的には30℃である)、ある期間(例えば1時間から2日間)穏や
かに加熱され、ポリマーナノ粒子を形成し得る。加熱温度は、使用される触媒系に依存す
ることが当業者に理解される(本明細書の実施例の項の通り)。
により形成される。そのようなカップリング反応は、当該技術分野において知られている
。
分を、本明細書において定義されるような事前に調製された架橋部分と反応させることに
より形成される。
む。好適には、ナノ粒子の水性懸濁液は、ナノ粒子の水性懸濁液を少なくとも1種の有機
溶媒と接触させることにより精製される。
触させることは、ナノ粒子の沈殿をもたらす。次いで、沈殿したナノ粒子が遠心分離され
、次いで上澄みがデカンテーションされて、精製されたナノ粒子を得ることができる。任
意選択で、精製されたナノ粒子が水中に再懸濁され、次いで精製プロセスが繰り返されて
もよい。
水と混和性の極性溶媒(例えばメタノール)である。
非極性溶媒である。
上述されたように、本発明はまた、生物学的なイメージング若しくはセンシングまたは
非生物学的なイメージング若しくはセンシング、LED光のダウンコンバージョン、偽造
防止符号化、ディスプレイ、細胞分類/フローサイトメトリー、長期細胞追跡、および流
れの可視化からなる群から選択される1つまたは複数の用途における、本明細書において
定義されるナノ粒子組成物の使用を提供する。
化または感知用途において使用される。
説明する。
<架橋PFOナノ粒子>
(合成)
以下に示されるスキーム1および表1を参照して、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)
(50.0mg)および脱イオン水(10mL)をシュレンク管に移し、得られた溶液を
、アルゴンを20分間吹き込むことにより脱気した。モノマーA(表1を参照されたい)
、架橋剤B(表1を参照されたい)およびモノマーC(58.6mg、9.12×10−
2mmol)をトルエン(1mL)中に溶解し、これにヘキサデカン(78μL)もまた
添加し、この溶液を同様に5分間脱気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラ
ジウム(0)(2.2mg、9.13×10−3mmol)をモノマー溶液に添加し、次
いでこれを反応槽に移した。氷浴で冷却しながら2分間超音波照射(Cole Parm
er 750W超音波処理機、マイクロチップを装着、22%出力)することにより、反
応混合物を乳化した。シュレンク管を再び封止し、ミニエマルションを72℃に加熱し、
続いて1M水酸化ナトリウム水溶液(365μL)を添加し、反応混合物を16時間撹拌
した。室温に冷却した後、反応槽のキャップを外し、エマルションを5時間撹拌して、残
留トルエンを除去した。
400μLの粗ナノ粒子懸濁液のアリコートを、1.6mLの脱イオン水で希釈し、こ
れにAmberlite XAD−2樹脂(20mg、2×2mLの水で事前洗浄)を添
加した。懸濁液を室温で15分間振盪してから、ナノ粒子懸濁液をデカンテーションした
。このAmberlite XAD−2精製ステップを繰り返し(この時点以降懸濁液は
振盪により気泡しなかった)、グラスウールを通して濾過してから、Malvern Z
etasizer Nano ZSを使用して粒子サイズの動的光散乱(DLS)分析を
行った。結果を表2および図1に示す。
200μLの粗ナノ粒子懸濁液のアリコートを、1.3mLのトルエンの添加により凝
集させ、遠心分離(14,000rpm、1分)および上澄みのデカンテーションにより
ポリマーを単離した。空気中でポリマーを乾燥させて残留メタノールを除去してから、テ
トラヒドロフラン(THF、1mL)中に溶解した。Malvern Zetasize
r Nano ZSを使用して、得られた懸濁液を直接測定した。結果を表3および図1
に示す。
Amberlite XAD−2での処理による界面活性剤の除去後、40μLのナノ
粒子懸濁液を3mLの水で希釈した。この濃度でのナノ粒子のUV−Vis吸収スペクト
ルを、Varian Cary 55 5000UV−Vis−NIR分光光度計で室温
で記録した。図2は、架橋PFOナノ粒子のUV/Visスペクトルを示す。
Amberlite XAD−2での処理による界面活性剤の除去後、40μLのナノ
粒子懸濁液を3mLの水で希釈した。PLスペクトルを、Varian Cary Ec
lipse蛍光光度計で記録した。図2は、架橋PFOナノ粒子のPLスペクトルを示す
。
Fluoromax−4分光蛍光光度計を使用して、光ルミネッセンス測定値を得た。
バックグラウンド測定と同じ体積の水を使用して、水中のナノ粒子の希薄分散体(800
μL、吸光度>1)に対して測定を行った。結果を表4に記載する。
<エチルエステル官能化架橋PFOナノ粒子>
(合成)
以下に示されるスキーム2を参照して、ドデシル硫酸ナトリウム(50.0mg)およ
び脱イオン水(10mL)をシュレンク管に移し、得られた溶液を、アルゴンを20分間
吹き込むことにより脱気した。架橋剤A(5.8mg、9.12×10−3mmol)、
モノマーB(44.4mg、7.30×10−2mmol)およびモノマーC(58.6
mg、9.12×10−2mmol)をトルエン(1mL)中に溶解し、これにヘキサデ
カン(78μL)もまた添加し、この溶液を同様に5分間脱気した。テトラキス(トリフ
ェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.2mg、9.13×10−3mmol)をモ
ノマー溶液に添加し、次いでこれを反応槽に移した。氷浴で冷却しながら2分間超音波照
射(Cole Parmer 750W超音波処理機、マイクロチップを装着、22%出
力)することにより、反応混合物を乳化した。シュレンク管を再び封止し、ミニエマルシ
ョンを72℃に加熱し、続いて1M水酸化ナトリウム水溶液(365μL)を添加し、反
応混合物を16時間撹拌した。室温に冷却した後、反応槽のキャップを外し、エマルショ
ンを5時間撹拌して、残留トルエンを除去した。
実施例1に記載の一般的手順を使用して、界面活性剤の除去を行った。実施例1に記載
の一般的手順を使用して、凝集およびTHF中への再懸濁を行った。分散媒として水また
はTHFを使用して、実施例1のようにDLS分析を行った。結果を表5および図4に記
載する。
実施例1に記載の一般的UV/VisおよびPL分析手順を使用して、希薄水性分散体
中のナノ粒子のUV/VisおよびPLスペクトルを記録した。結果を図5に示す。
実施例1に記載の一般的方法を使用して、PL測定値を得た。結果を表6に記載する。
<架橋リン光性ナノ粒子>
(方法)
以下に示されるスキーム3および表7を参照して、ドデシル硫酸ナトリウム(50.0
mg)および脱イオン水(10mL)をシュレンク管に移し、得られた溶液を、アルゴン
を20分間吹き込むことにより脱気した。モノマーA(表7を参照されたい)、C(20
.5mg、1.82×10−2mmol)およびD(58.6mg、9.12×10−2
mmol)、ならびに架橋剤B(5.8mg、9.12×10−3mmol)をトルエン
(1mL)中に溶解し、これにヘキサデカン(78μL)もまた添加し、この溶液を同様
に5分間脱気した。テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.2m
g、9.13×10−3mmol)をモノマー溶液に添加し、次いでこれを反応槽に移し
た。氷浴で冷却しながら2分間超音波照射(Cole Parmer 750W超音波処
理機、マイクロチップを装着、22%出力)することにより、反応混合物を乳化した。シ
ュレンク管を再び封止し、ミニエマルションを72℃に加熱し、続いて1M水酸化ナトリ
ウム水溶液(365μL)を添加し、反応混合物を16時間撹拌した。室温に冷却した後
、反応槽のキャップを外し、エマルションを5時間撹拌して、残留トルエンを除去した。
実施例1に記載の一般的手順を使用して、界面活性剤の除去を行った。実施例1に記載
の一般的手順を使用して、凝集およびTHF中への再懸濁を行った。分散媒として水また
はTHFを使用して、実施例1のようにDLS分析を行った。結果を表8および図6に記
載する。
実施例1に記載の一般的UV/VisおよびPL分析手順を使用して、希薄水性分散体
またはTHF中のナノ粒子のUV/Vis(図7)およびPL(図8)スペクトルを記録
した。
実施例1に記載の一般的方法を使用して、PL測定値を得た。結果を表9に記載する。
<PEG3官能化10%架橋PFOナノ粒子>
(合成)
以下に示されるスキーム4を参照して、100mlの三口丸底フラスコ内で、水酸化テ
トラエチルアンモニウム溶液(水中40%)(0.1567g、0.4mmol)を、非
イオン性界面活性剤Triton x−102(2.5g、脱イオン水中5wt%)の水
溶液(50ml)に添加した。次いで、撹拌溶液に窒素ガスを吹き込むことにより、内容
物を30分間脱気した。次いで、別個の10mlの二口丸底フラスコを使用して、有機溶
媒中でモノマーを互いに混合してから、反応フラスコに加えた。9,9−ジオクチルフル
オレン−2,7−ジ−ボロン酸−ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(0.11
51g、0.2mmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ビス(2−(2−(2−メトキ
シエトキシ)エトキシ)エチル)フルオレン(0.0967g、0.16mmol)およ
び2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン(0.0126g
、0.02mmol)を、キシレン(2ml)中に溶解した。モノマー溶液を脱気し、次
いで触媒IPr*PdTEACl2(0.0095g、0.008mmol)を添加し、
続いて得られた溶液をさらに脱気した。シリンジを使用して、モノマーと触媒の混合溶液
を、30℃で維持されている主反応フラスコ内の撹拌されている界面活性剤と塩溶液の混
合溶液中に移し、24時間撹拌および窒素ガス下に維持した。
500μlの試料を遠心分離バイアルに移し、1.5mlのメタノールを添加した。試
料バイアルを14,000rpmで5分間遠心分離し、次いで液体をデカンテーションし
た。粗試料をメタノールで3回洗浄し、粒子のサイズを測定するためにTHF中に再分散
させた。それ以上精製していない未処理生成物もまた調査した。結果を図9および表10
に示す。水中のポリマーの濃度は、23μg/mlであった。
表11および図12を参照すると、LM55は、370nmに最大バンドを示したが、
β相は観察されなかった。
<PEG3官能化5%架橋PFOナノ粒子>
(合成)
以下に示されるスキーム5を参照して、100mlの三口丸底フラスコ内で、水酸化テ
トラエチルアンモニウム溶液(水中40%)(0.1567g、0.4mmol)を、非
イオン性界面活性剤Triton x−102(2.5g、脱イオン水中5wt%)の水
溶液(50ml)に添加した。次いで、撹拌溶液に窒素ガスを吹き込むことにより、内容
物を30分間脱気した。次いで、別個の10mlの二口丸底フラスコを使用して、有機溶
媒中でモノマーを互いに混合してから、反応フラスコに加えた。9,9−ジオクチルフル
オレン−2,7−ジ−ボロン酸−ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(0.11
51g、0.2mmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン(0.0
768g、0.14mmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ビス(2−(2−(2−メ
トキシエトキシ)エトキシ)エチル)フルオレン(0.0242g、0.04mmol)
および2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン(0.006
3g、0.01mmol)を、キシレン(2ml)中に溶解した。モノマー溶液を脱気し
、次いで触媒IPr*PdTEACl2(0.0095g、0.008mmol)を添加
し、続いて得られた溶液をさらに脱気した。シリンジを使用して、モノマーと触媒の混合
溶液を、30℃で維持されている主反応フラスコ内の撹拌されている界面活性剤と塩溶液
の混合溶液中に移し、24時間撹拌および窒素ガス下に維持した。
500μlの試料を遠心分離バイアルに移し、1.5mlのメタノールを添加した。試
料バイアルを14,000rpmで5分間遠心分離し、次いで液体をデカンテーションし
た。粗試料をメタノールで3回洗浄し、粒子のサイズを測定するためにTHF中に再分散
させた。それ以上精製していない未処理生成物もまた調査した。結果を図10および表1
2に示す。水中のポリマーの濃度は、23μg/mlであった。
表13および図12を参照すると、LM56は、378nmに吸収ピークを示した。
<PEG12官能化10%架橋PFOナノ粒子>
(合成)
以下のスキーム6を参照して、100mlの三口丸底フラスコ内で、水酸化テトラエチ
ルアンモニウム溶液(水中40%)(0.1567g、0.4mmol)を、非イオン性
界面活性剤Triton x−102(2.5g、脱イオン水中5wt%)の水溶液(5
0ml)に添加した。次いで、撹拌溶液に窒素ガスを吹き込むことにより、内容物を30
分間脱気した。次いで、別個の10mlの二口丸底フラスコを使用して、有機溶媒中でモ
ノマーを互いに混合してから、反応フラスコに加えた。9,9−ジオクチルフルオレン−
2,7−ジ−ボロン酸−ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(0.1151g、
0.2mmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ビス(ポリエチレングリコールモノエー
テル)フルオレン(0.2255g、0.16mmol)および2,2’,7,7’−テ
トラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン(0.0126g、0.02mmol)を、
キシレン(2ml)中に溶解した。モノマー溶液を脱気し、次いで触媒IPr*PdTE
ACl2(0.0095g、0.008mmol)を添加し、続いて得られた溶液をさら
に脱気した。シリンジを使用して、モノマーと触媒の混合溶液を、30℃で維持されてい
る主反応フラスコ内の撹拌されている界面活性剤と塩溶液の混合溶液中に移し、24時間
撹拌および窒素ガス下に維持した。
500μlの試料を遠心分離バイアルに移し、1.5mlのメタノールを添加した。試
料バイアルを14,000rpmで5分間遠心分離し、次いで液体をデカンテーションし
た。粗試料をメタノールで3回洗浄し、粒子のサイズを測定するためにTHF中に再分散
させた。それ以上精製していない未処理生成物もまた調査した。結果を図11および表1
4に示す。水中のポリマーの濃度は、23μg/mlであった。
表15および図12は、水中のLM02−6の光学特性の概要を示す。
<5%の1,3−ジフェノキシプロパン架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、1
60μmol)、1,3−ビス(3,5−ジブロモフェノキシ)プロパン(10.9mg
、20μmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg
、5μmol)、トリ(o−トリル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)、および
ヘキサデカン(171μL、585μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グロ
ーブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイア
ルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃
に冷却し、超音波プローブを挿入し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分
間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し
、50℃に予熱した油浴内に設置し、16時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しな
がら、50℃でエマルション上に窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室
温に冷却し、脱イオン水を用いて体積を23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを
通して濾過した。エマルションは、白濁した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水)
:Z平均=110nm、PdI=0.156、Dn=69nmおよびSD=21.0nm
。UV−Vis吸収(水):λmax=379nm、λsec.=432nm、λons
et=455nm。UV−Vis PL(水):λmax=439nm、λsec.=4
67nm、λsec.=499nm、λsec.=534nm。
<5%の1,1’−ビフェニル架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、1
60μmol)、3,3’,5,5’−テトラブロモ−1,1’−ビフェニル(9.4m
g、20μmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6m
g、5μmol)、トリ(o−トリル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)、およ
びヘキサデカン(171μL、585μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グ
ローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイ
アルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0
℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1
分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止
し、50℃に予熱した油浴内に設置し、16時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌し
ながら、50℃でエマルション上に窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを
室温に冷却し、脱イオン水を用いて体積を23.0mLに増加させ、グラスウールプラグ
を通して濾過した。エマルションは、白濁した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水
):Z平均=110nm、PdI=0.134、Dn=61nmおよびSD=21.7n
m。UV−Vis吸収(水):λmax=378nm、λsec.=432nm、λon
set=451nm。UV−Vis PL(水):λmax=438nm、λsec.=
466nm、λsec.=497nm、λsec.=534nm。
<5%の9,9’−(1,3−プロパンジイル)ビス[9−オクチル−9H−フルオレ
ン]架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、1
60μmol)、9,9’−(1,3−プロピルジイル)ビス[2,7−ジブロモ−9H
−フルオレン−9−オクチル](18.3mg、20μmol)、トリス(ジベンジリデ
ンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)ホス
フィン(9.1mg、30μmol)、およびヘキサデカン(171μL、585μmo
l)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取
り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に
超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トル
エン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに
1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、16
時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガス
のストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水を用いて体積を2
3.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁し
た薄緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=118nm、PdI=0.13
3、Dn=71.7nmおよびSD=24.6nm。UV−Vis吸収(水):λmax
=383nm、λsec.=433nm、λonset=451nm。UV−Vis P
L(水):λmax=439nm、λsec.=466nm、λsec.=498nm、
λsec.=535nm。
<5%の5’−フェニル−1,1’:3’,1’’−テルフェニル架橋ポリフルオレン
ナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(76.8mg、1
40μmol)、3,3’’,5,5’’−テトラブロモ−5’−(3,5−ジブロモフ
ェニル)−1,1’:3’,1’’−テルフェニル(15.6mg、20μmol)、ト
リス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ
(o−トリル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μ
L、585μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴ
ム栓で封止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達
するまで懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プロー
ブを挿入し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒
間撹拌し、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴
内に設置し、16時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルシ
ョン上に窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水
を用いて体積を23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマル
ションは、白濁した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=108nm、
PdI=0.148、Dn=66nmおよびSD=22.5nm。UV−Vis吸収(水
):λmax=380nm、λsec.=433nm、λonset=452nm。UV
−Vis PL(水):λmax=439nm、λsec.=467nm、λsec.=
499nm、λsec.=535nm。
<5%の2,1,3−ベンゾチアジアゾール、35%の9,9−ジ(ウンデカン酸)フ
ルオレンおよび5%の9,9’−スピロビフルオレン架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(1080μL、1080μmol)を
加えた。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオ
レン−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg
、200μmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジ(ウンデカン酸)フルオレン(96
.9mg、140μmol)、2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビ
フルオレン(12.6mg、20μmol)、4,7−ジブロモベンゾ[c]−1,2,
5−チアジアゾール(5.9mg、20μmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)
ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)ホスフィン(9.
1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、585μmol)を秤量した
。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取り出した。トル
エン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に超音波照射した
。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トルエン溶液を速や
かに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに1分間超音波照
射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、20時間撹拌した。
シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガスのストリームを
通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で体積を23.0mLに増加させ
、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁した暗緑色の溶液として
得られた。DLS(水):Z平均=79.0nm、PdI=0.117、Dn=52.4
nmおよびSD=15.3nm。UV−Vis吸収(水):λmax=380nm、λs
ec.=450nm、λonset=520nm。UV−Vis PL(水):λmax
=535nm、λsec.=424nm。
<40%のジ(t−ブチルヘキサノエート)フルオレンおよび5%の9,9’−スピロ
ビフルオレン架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチル−9H−フ
ルオレン−2,7−ジボロン酸ビス(ピナコール)エステル(128.5mg、200μ
mol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジ(t−ブチルヘキサノエート)フルオレン(1
06.3mg、160μmol)、2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピ
ロビフルオレン(12.6mg、20μmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン
)パラジウム(0)(5.8mg、5μmol)およびヘキサデカン(171μL、58
5μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封
止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで
懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入
し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し
、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、72℃に予熱した油浴内に設置
し、20時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に
窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で体積を
23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁
した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=129nm、PdI=0.2
26、Dn=64nmおよびSD=23.4nm。UV−Vis吸収(水):λmax=
384nm、λonset=441nm。UV−Vis PL(水):λmax=430
nm、λsec.=453nm、λsec.=484nm。
<5%の4,7−ビス(4−ヘキシルチオフェン−2−イル)ベンゾ[c][1,2,
5]チアジアゾールおよび5%の9,9’−スピロビフルオレン架橋ポリフルオレンナノ
粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(76.8mg、1
40μmol)、2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン(
12.6mg、20μmol)、4,7−ビス(5−ブロモ−4−ヘキシル−2−チエニ
ル)−2,1,3−ベンゾチアジアゾール(12.5mg、20μmol)、トリス(ジ
ベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−ト
リル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、58
5μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封
止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで
懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入
し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し
、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置
し、20時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に
窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で体積を
23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁
した明赤色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=105nm、PdI=0.1
25、Dn=64.4nmおよびSD=20.8nm。UV−Vis吸収(水):λma
x=382nm、λsec.=433nm、λsec.=514nm、λonset=6
20nm。UV−Vis PL(水):λmax=621nm、λsec.=437nm
。
<10%の4,7−ビス(4−ヘキシルチオフェン−2−イル)ベンゾ[c][1,2
,5]チアジアゾールおよび5%の9,9’−スピロビフルオレン架橋ポリフルオレンナ
ノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(65.8mg、1
20μmol)、2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン(
12.6mg、20μmol)、(25.1mg、40μmol)、トリス(ジベンジリ
デンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)ホ
スフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、585μmo
l)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取
り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に
超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トル
エン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに
1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、20
時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガス
のストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で体積を23.0
mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁した明赤
色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=130nm、PdI=0.264、D
n=58.4nmおよびSD=20.9nm。UV−Vis吸収(水):λmax=38
2nm、λsec.=432nm、λsec.=515nm、λonset=623nm
。UV−Vis PL(水):λmax=625nm。
<2%の9,9−ジ(ウンデカン酸)フルオレン、5%の2,1,3−ベンゾチアジア
ゾール、33%のジ(ヘキサ−5−エン−1−イル)フルオレンおよび5%の9,9’−
スピロビフルオレン架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(816μL、816μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジ(ウンデカン酸)フルオレン(5.5m
g、8μmol)、2,2’,7,7’−テトラブロモ−9,9’−スピロビフルオレン
(12.6mg、20μmol)、4,7−ジブロモベンゾ[c]−1,2,5−チアジ
アゾール(5.9mg、20μmol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジ(ヘキサ−5−
エン−1−イル)フルオレン(64.5mg、132μmol)、トリス(ジベンジリデ
ンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)ホス
フィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、585μmol
)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取り
出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に超
音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トルエ
ン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに1
分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、20時
間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガスの
ストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で体積を23.0m
Lに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁した暗緑色
の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=101nm、PdI=0.166、Dn
=55.1nmおよびSD=18.1nm。UV−Vis吸収(水):λmax=381
nm、λsec.=453nm、λonset=522nm。UV−Vis PL(水)
:λmax=530nm。
<CL−F8T2 CPN>
(合成)
10mL)中に溶解した。アルゴンを30分間吹き込むことにより、溶液を脱気した。別
個のバイアル内で、モノマーA(58.6mg、9.12×10−2mmol)、モノマ
ーB、モノマーC(表1中の量を参照されたい)、モノマーD(5.8mg、9.12×
10−3mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.9m
g、0.98×10−3mmol)およびトリ(o−トリル)ホスフィン(1.2mg、
3.9×10−3mmol)を、トルエン(1mL)中に溶解した。ヘキサデカンを添加
し(78μL)、アルゴンを5分間吹き込むことにより、混合物を脱気した。この時点後
、次いでモノマー混合物をSDS溶液に注入した。ミニエマルションを促進するために、
シュレンク管を氷浴に入れ、マイクロチップを装着した超音波処理機(Cole Par
mer 750W超音波処理機、22%振幅)を使用して、2分間混合物に超音波照射し
た。管を再び封止し、次いで72℃まで加熱した。この温度に達したら、水酸化ナトリウ
ムの1M水溶液(365μL)を添加し、反応混合物を16時間撹拌した。室温に冷却し
た後、シュレンク管を開封し、混合物を5時間撹拌して、残留トルエンを除去した。SD
Sを除去するために、400μLの得られたミニエマルションを1.6mLの脱イオン水
で希釈し、水(2×2mL)で事前に洗浄されたAmberlite XAD−2(20
mg)を添加した。混合物を室温で2時間撹拌し、Amberlite XAD−2を除
去した。混合物が振盪されて発泡がそれ以上観察されなくなるまで、Amberlite
XAD−2による処理を繰り返した。
8T2 CPNの粒子サイズを示す。表17は、水およびTHF中のCL−F8T2 C
PNの光学特性を示す。
<5%のN,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン架橋ポリフルオレンナノ粒子
>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、1
60μmol)、N4,N4,N4’,N4’−テトラキス(4−ブロモフェニル)−[
1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(16.1mg、20μmol)、トリス
(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o
−トリル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、
585μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓
で封止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達する
まで懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを
挿入し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹
拌し、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に
設置し、16時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション
上に窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水を用
いて体積を23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルショ
ンは、白濁した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=112nm、Pd
I=0.150、Dn=72.5nmおよびSD=22.3nm。UV−Vis吸収(水
):λmax=384nm、λsec.=433nm、λonset=452nm。UV
−Vis PL(水):λmax=438nm、λsec.=467nm、λsec.=
496nm、λsec.=535nm。
<5%のピレン架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチル−9H−フ
ルオレン−2,7−ジボロン酸ビス(ピナコール)エステル(128.5mg、200μ
mol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、160μ
mol)、1,3,6,8−テトラブロモピレン(10.4mg、20μmol)、トリ
ス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(
o−トリル)ホスフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL
、585μmol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム
栓で封止し、取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達す
るまで懸濁液に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブ
を挿入し、トルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間
撹拌し、さらに1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、72℃に予熱した油浴内
に設置し、20時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルショ
ン上に窒素ガスのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水で
体積を23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは
、白濁した薄緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=103nm、PdI=
0.141、Dn=71.5nmおよびSD=21.8nm。UV−Vis吸収(水):
λmax=376nm、λsec.=432nm、λonset=452nm。UV−V
is PL(水):λmax=439nm、λsec.=466nm、λsec.=49
8nm、λsec.=532nm。
<5%の5,10,15,20−テトラキス(4−ブロモフェニル)−21H,23H
−ポルフィン(亜鉛)架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(87.8mg、1
60μmol)、5,10,15,20−テトラキス(4−ブロモフェニル)−21H,
23H−ポルフィン(亜鉛)(19.9mg、20μmol)、トリス(ジベンジリデン
アセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)ホスフ
ィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、585μmol)
を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、取り出
した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液に超音
波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、トルエン
溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さらに1分
間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、16時間
撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガスのス
トリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水を用いて体積を23.
0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、暗緑色の溶
液として得られた。DLS(水):Z平均=95.0nm、PdI=0.135、Dn=
64.1nmおよびSD=19.7nm。UV−Vis吸収(水):λmax=380n
m、λsec.=396nm、λsec.=433nm、λsec.=550nm、λs
ec.=596nm、λonset=625nm。UV−Vis PL(水):λmax
=440nm、λsec.=466nm、λsec.=498nm、λsec.=532
nm、λsec.=605nm、λsec.=650nm。
<5%の5,10,15,20−テトラフェニル−21H,23H−ポルフィン(亜鉛
)架橋ポリフルオレンナノ粒子>
(合成)
2μmol)および1M水酸化ナトリウム水溶液(800μL、800μmol)を加え
た。溶液をアルゴンで2時間パージした。バイアル内で、9,9−ジオクチルフルオレン
−2,7−ジボロン酸ビス(1,3−プロパンジオール)エステル(111.7mg、2
00μmol)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(65.8mg、1
20μmol)、5,10,15,20−テトラキス(3,5−ジブロモフェニル)−2
1H,23H−ポルフィン(亜鉛)(26.2mg、20μmol)、トリス(ジベンジ
リデンアセトン)ジパラジウム(0)(4.6mg、5μmol)、トリ(o−トリル)
ホスフィン(9.1mg、30μmol)およびヘキサデカン(171μL、585μm
ol)を秤量した。バイアルをアルゴン充填グローブボックスに移し、ゴム栓で封止し、
取り出した。トルエン(2.19mL)をバイアルに加え、均一溶液に達するまで懸濁液
に超音波照射した。最初の水溶液を氷浴内で0℃に冷却し、超音波プローブを挿入し、ト
ルエン溶液を速やかに水に注入した。溶液に1分間超音波照射し、30秒間撹拌し、さら
に1分間超音波照射した。シュレンク管を封止し、50℃に予熱した油浴内に設置し、1
6時間撹拌した。シュレンクを開封し、撹拌しながら、50℃でエマルション上に窒素ガ
スのストリームを通過させた。エマルションを室温に冷却し、脱イオン水を用いて体積を
23.0mLに増加させ、グラスウールプラグを通して濾過した。エマルションは、白濁
した暗緑色の溶液として得られた。DLS(水):Z平均=98.4nm、PdI=0.
151、Dn=59.9nmおよびSD=19.4nm。UV−Vis吸収(水):λm
ax=377nm、λsec.=432nm、λonset=451nm。UV−Vis
PL(水):λmax=439nm、λsec.=466nm、λsec.=499n
m、λsec.=534nm、λsec.=596nm、λsec.=644nm。
たが、添付の特許請求の範囲により定義されるような本発明の範囲から逸脱せずに、当業
者は実施態様を適宜変更することができる。
[実施態様項1]
π共役架橋ポリマーから形成された複数のナノ粒子を含むナノ粒子組成物であって、前記π共役架橋ポリマーは、
a)80〜99.9モル%のπ共役モノマーと、
b)以下に示される式I:
Z 1 およびZ 2 は、モノマー部分であり、
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、0.1〜20モル%の架橋剤と
を含む、ナノ粒子組成物。
[実施態様項2]
式Iの前記架橋剤が、π共役している、実施態様項1に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項3]
前記架橋剤が、以下に示される式II:
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、実施態様項1または2に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項4]
Yが、存在しない、実施態様項1、2または3のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項5]
前記架橋剤が、以下に示される式III:
[実施態様項6]
前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、以下に示される式IV:
R 1 およびR 2 は、それぞれ独立して、基:
−X−Q
(式中、
Xは、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アルキニレン、−[(CH 2 ) 2 −O] n −、−[O−(CH 2 ) 2 ] n −、−(CH 2 ) m (CF 2 ) n −、および−[O−Si(R z ) 2 ] n −(式中、R z は、(1〜4C)アルキルであり、nは、1から30であり、mは、0から30である)からなる群から選択され、
Qは、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH 2 、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、−CF 3 、ならびにアクリレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選択される末端基である)
であり;
またはR 1 およびR 2 は、それらが結合している炭素原子と一緒になって環を形成するように連結されている)
を有する部分を含む、実施態様項1から5のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項7]
前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、以下に示される式V:
A 1 およびA 2 は、独立して、存在しないか、または以下の部分:
−X 1 −Q 1
(式中、
X 1 は、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アルキニレン、−[(CH 2 ) 2 −O] n −、−[O−(CH 2 ) 2 ] n −、−(CH 2 ) m (CF 2 ) n −、および−[O−Si(R z ) 2 ] n −(式中、R z は、(1〜4C)アルキルであり、nは、1から30であり、mは、0から30である)からなる群から選択され、
Q 1 は、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH 2 、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、−CF 3 、ならびにアクリレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選択される末端基である)
であり;
Mは、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であり;
Lは、ハロ、N、O、S、SiもしくはPから選択される1つもしくは複数のヘテロ原子を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)アルキル、ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選択される配位子であり;
pは、1から4である)
に従う構造を有する、実施態様項1から6のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項8]
前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、下記式VI:
R 1 およびR 2 は、実施態様項6において定義される通りであり;
A 1 およびA 2 は、実施態様項7において定義される通りである)
により定義される構造を有する、実施態様項1から7のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項9]
A 1 およびA 2 が、独立して、存在しないか、または以下の部分:
のいずれか1つから選択される、実施態様項7または8に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項10]
A 1 またはA 2 が、存在しない、実施態様項7、8、または9のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項11]
A 1 およびA 2 の両方が存在しない、実施態様項7から10のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項12]
R 1 およびR 2 が、それぞれ独立して、基:
−X−Q
(式中、
XおよびQは、実施態様項6において定義された通りである)
である、実施態様項6から11のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項13]
XおよびX 1 が、存在する場合、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アルキニレン、−[(CH 2 ) 2 −O] n −または−[O−(CH 2 ) 2 ] n −(式中、nは、1から30である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ 1 が、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH 2 または−C≡CHから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であり;
Lが、存在する場合、ハロ、N、O、S、SiもしくはPから選択される1つもしくは複数のヘテロ原子を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)アルキル、ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から4である、実施態様項7から12のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項14]
XおよびX 1 が、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH 2 ) 2 −O] n −または−[O−(CH 2 ) 2 ] n −(式中、nは、1から20である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ 1 が、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニルおよびアミノから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Ir、Pt、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であり;
Lが、存在する場合、(1〜4C)アルキル、ハロ、アリールまたはヘテロアリールから選択される1つまたは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から独立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から4である、実施態様項7から13のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項15]
XおよびX 1 が、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH 2 ) 2 −O] n −または−[O−(CH 2 ) 2 ] n −(式中、nは、1から20である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ 1 が、存在する場合、独立して、水素、メチル、(1〜2C)アルコキシカルボニルおよびヒドロキシルから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Irであり;
Lが、存在する場合、アリールまたはヘテロアリールから選択される1つまたは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から独立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から2である、実施態様項7から14のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項16]
XおよびX 1 が、存在する場合、(4〜12C)アルキレンまたは−[(CH 2 ) 2 −O] n −(式中、nは、1から15である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ 1 が、存在する場合、独立して、水素、(1〜2C)アルコキシカルボニルおよびメチルから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Irであり;
Lが、存在する場合、フェニルまたは6員へテロアリールから選択される1つまたは複数の置換基で任意選択で置換された、フェニルまたは6員ヘテロアリールからなる群から独立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から2である、実施態様項7から15のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
[実施態様項17]
前記π共役架橋ポリマーが、以下の構造:
[実施態様項18]
前記架橋剤が、以下の構造:
[実施態様項19]
実施態様項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物を形成する方法であって、エマルション重合、ミニエマルション重合または分散重合技術によりナノ粒子を形成し、ナノ粒子の水性懸濁液を提供するステップを含む、方法。
[実施態様項20]
前記ナノ粒子が、クロスカップリング重合反応(例えば鈴木および/またはスティル反応)により形成される、実施態様項19に記載の方法。
[実施態様項21]
前記ナノ粒子の水性懸濁液を精製するステップをさらに含む、実施態様項19または20に記載の方法。
[実施態様項22]
前記ナノ粒子の水性懸濁液が、前記ナノ粒子の水性懸濁液を少なくとも1種の有機溶媒と接触させることにより精製される、実施態様項21に記載の方法。
[実施態様項23]
前記少なくとも1種の有機溶媒が、極性および非極性溶媒からなる群から選択される、実施態様項22に記載の方法。
[実施態様項24]
前記少なくとも1種の有機溶媒が、メタノールである、実施態様項22または23に記載の方法。
[実施態様項25]
生物学的なイメージング若しくはセンシングまたは非生物学的なイメージング若しくはセンシング、LED光のダウンコンバージョン、偽造防止符号化、ディスプレイ、細胞分類/フローサイトメトリー、長期細胞追跡、および流れの可視化からなる群から選択される1つまたは複数の用途における、実施態様項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物の使用。
[実施態様項26]
分散媒体全体に分散された、実施態様項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物を含むナノ粒子分散体。
Claims (26)
- π共役架橋ポリマーから形成された複数のナノ粒子を含むナノ粒子組成物であって、前
記π共役架橋ポリマーは、
a)80〜99.9モル%のπ共役モノマーと、
b)以下に示される式I:
Z1およびZ2は、モノマー部分であり、
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、0.1〜20モル%の架橋剤と
を含む、ナノ粒子組成物。 - 式Iの前記架橋剤が、π共役している、請求項1に記載のナノ粒子組成物。
- 前記架橋剤が、以下に示される式II:
Yは、存在しないか、結合であるか、または架橋基である)
を有する、請求項1または2に記載のナノ粒子組成物。 - Yが、存在しない、請求項1、2または3のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。
- 前記架橋剤が、以下に示される式III:
- 前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、以下に示される式IV:
R1およびR2は、それぞれ独立して、基:
−X−Q
(式中、
Xは、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アルキ
ニレン、−[(CH2)2−O]n−、−[O−(CH2)2]n−、−(CH2)m(
CF2)n−、および−[O−Si(Rz)2]n−(式中、Rzは、(1〜4C)アル
キルであり、nは、1から30であり、mは、0から30である)からなる群から選択さ
れ、
Qは、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル、
アミノ、−C=CH2、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、−C
F3、ならびにアクリレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選択
される末端基である)
であり;
またはR1およびR2は、それらが結合している炭素原子と一緒になって環を形成するよ
うに連結されている)
を有する部分を含む、請求項1から5のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。 - 前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、以下に示される式V:
A1およびA2は、独立して、存在しないか、または以下の部分:
−X1−Q1
(式中、
X1は、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレン、(2〜30C)アル
キニレン、−[(CH2)2−O]n−、−[O−(CH2)2]n−、−(CH2)m
(CF2)n−、および−[O−Si(Rz)2]n−(式中、Rzは、(1〜4C)ア
ルキルであり、nは、1から30であり、mは、0から30である)からなる群から選択
され、
Q1は、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、(1〜4C)アルコキシカルボニル
、アミノ、−C=CH2、−C≡CH、−SH、−ビオチン、−ストレプトアビジン、−
CF3、ならびにアクリレート、エポキシおよびスチレンから選択される重合性基から選
択される末端基である)
であり;
Mは、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびAuから選択され
る金属であり;
Lは、ハロ、N、O、S、SiもしくはPから選択される1つもしくは複数のヘテロ原子
を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)アルキル、ハロ、
アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換基で任意選択で
置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選択される配位子
であり;
pは、1から4である)
に従う構造を有する、請求項1から6のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。 - 前記π共役モノマーが、それぞれ独立して、下記式VI:
R1およびR2は、請求項6において定義される通りであり;
A1およびA2は、請求項7において定義される通りである)
により定義される構造を有する、請求項1から7のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物
。 - A1およびA2が、独立して、存在しないか、または以下の部分:
のいずれか1つから選択される、請求項7または8に記載のナノ粒子組成物。 - A1またはA2が、存在しない、請求項7、8、または9のいずれか1項に記載のナノ
粒子組成物。 - A1およびA2の両方が存在しない、請求項7から10のいずれか1項に記載のナノ粒
子組成物。 - R1およびR2が、それぞれ独立して、基:
−X−Q
(式中、
XおよびQは、請求項6において定義された通りである)
である、請求項6から11のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物。 - XおよびX1が、存在する場合、(1〜30C)アルキレン、(2〜30C)アルケニレ
ン、(2〜30C)アルキニレン、−[(CH2)2−O]n−または−[O−(CH2
)2]n−(式中、nは、1から30である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ1が、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、
(1〜4C)アルコキシカルボニル、アミノ、−C=CH2または−C≡CHから選択さ
れる末端基であり;
Mが、存在する場合、Ir、Pt、Rh、Re、Ru、Os、Cr、Cu、PdおよびA
uから選択される金属であり;
Lが、存在する場合、ハロ、N、O、S、SiもしくはPから選択される1つもしくは複
数のヘテロ原子を任意選択で含む(1〜30C)ヒドロカルビル、または(1〜4C)ア
ルキル、ハロ、アリールもしくはヘテロアリールから選択される1つもしくは複数の置換
基で任意選択で置換されたアリールもしくはヘテロアリール基からなる群から独立して選
択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から4である、請求項7から12のいずれか1項に記載のナノ粒
子組成物。 - XおよびX1が、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH2)2−O]n
−または−[O−(CH2)2]n−(式中、nは、1から20である)からなる群から
独立して選択され;
QおよびQ1が、存在する場合、独立して、水素、メチル、ヒドロキシル、カルボキシ、
(1〜4C)アルコキシカルボニルおよびアミノから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Ir、Pt、Cr、Cu、PdおよびAuから選択される金属であ
り;
Lが、存在する場合、(1〜4C)アルキル、ハロ、アリールまたはヘテロアリールから
選択される1つまたは複数の置換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリー
ルからなる群から独立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から4である、請求項7から13のいずれか1項に記載のナノ粒
子組成物。 - XおよびX1が、存在する場合、(1〜20C)アルキレン、−[(CH2)2−O]n
−または−[O−(CH2)2]n−(式中、nは、1から20である)からなる群から
独立して選択され;
QおよびQ1が、存在する場合、独立して、水素、メチル、(1〜2C)アルコキシカル
ボニルおよびヒドロキシルから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Irであり;
Lが、存在する場合、アリールまたはヘテロアリールから選択される1つまたは複数の置
換基で任意選択で置換されたアリールまたはヘテロアリールからなる群から独立して選択
される配位子であり;
pが、存在する場合、1から2である、請求項7から14のいずれか1項に記載のナノ粒
子組成物。 - XおよびX1が、存在する場合、(4〜12C)アルキレンまたは−[(CH2)2−O
]n−(式中、nは、1から15である)からなる群から独立して選択され;
QおよびQ1が、存在する場合、独立して、水素、(1〜2C)アルコキシカルボニルお
よびメチルから選択される末端基であり;
Mが、存在する場合、Irであり;
Lが、存在する場合、フェニルまたは6員へテロアリールから選択される1つまたは複数
の置換基で任意選択で置換された、フェニルまたは6員ヘテロアリールからなる群から独
立して選択される配位子であり;
pが、存在する場合、1から2である、請求項7から15のいずれか1項に記載のナノ粒
子組成物。 - 前記π共役架橋ポリマーが、以下の構造:
求項1に記載のナノ粒子組成物。 - 前記架橋剤が、以下の構造:
- 請求項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物を形成する方法であって、エ
マルション重合、ミニエマルション重合または分散重合技術によりナノ粒子を形成し、ナ
ノ粒子の水性懸濁液を提供するステップを含む、方法。 - 前記ナノ粒子が、クロスカップリング重合反応(例えば鈴木および/またはスティル反
応)により形成される、請求項19に記載の方法。 - 前記ナノ粒子の水性懸濁液を精製するステップをさらに含む、請求項19または20に
記載の方法。 - 前記ナノ粒子の水性懸濁液が、前記ナノ粒子の水性懸濁液を少なくとも1種の有機溶媒
と接触させることにより精製される、請求項21に記載の方法。 - 前記少なくとも1種の有機溶媒が、極性および非極性溶媒からなる群から選択される、
請求項22に記載の方法。 - 前記少なくとも1種の有機溶媒が、メタノールである、請求項22または23に記載の
方法。 - 生物学的なイメージング若しくはセンシングまたは非生物学的なイメージング若しくは
センシング、LED光のダウンコンバージョン、偽造防止符号化、ディスプレイ、細胞分
類/フローサイトメトリー、長期細胞追跡、および流れの可視化からなる群から選択され
る1つまたは複数の用途における、請求項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組
成物の使用。 - 分散媒体全体に分散された、請求項1から18のいずれか1項に記載のナノ粒子組成物
を含むナノ粒子分散体。
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