JP4370239B2 - Gel-immobilized colloidal crystals - Google Patents

Gel-immobilized colloidal crystals Download PDF

Info

Publication number
JP4370239B2
JP4370239B2 JP2004375594A JP2004375594A JP4370239B2 JP 4370239 B2 JP4370239 B2 JP 4370239B2 JP 2004375594 A JP2004375594 A JP 2004375594A JP 2004375594 A JP2004375594 A JP 2004375594A JP 4370239 B2 JP4370239 B2 JP 4370239B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gel
colloidal crystal
immobilized
colloidal
monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004375594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006182833A (en
Inventor
淳平 山中
雅子 村井
浩司 山田
宙志 尾崎
文生 内田
勉 澤田
彰子 豊玉
研策 伊藤
義浩 瀧口
博仁 平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
National Institute for Materials Science
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Fuji Chemical Co Ltd
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
National Institute for Materials Science
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Fuji Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK, National Institute for Materials Science, Japan Aerospace Exploration Agency JAXA, Fuji Chemical Co Ltd filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2004375594A priority Critical patent/JP4370239B2/en
Publication of JP2006182833A publication Critical patent/JP2006182833A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4370239B2 publication Critical patent/JP4370239B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、ゲル固定化コロイド結晶に係り、更に詳細には、コロイド結晶をゲル化して固定するのに用いられるモノマー、ゲル固定化コロイド結晶の前駆体として挙動し光照射によってゲル固定化される被ゲル固定化コロイド結晶、及びゲル固定化コロイド結晶に関する。
本発明の被ゲル固定化コロイド結晶、ゲル固定化コロイド結晶は、特に光学素子として好適に使用される。
The present invention relates to a gel-immobilized colloidal crystal, and more specifically, a monomer used for gelling and fixing a colloidal crystal, and a gel-immobilized colloidal crystal precursor that behaves as a gel-immobilized gel. The present invention relates to a gel-immobilized colloidal crystal and a gel-immobilized colloidal crystal.
The gel-immobilized colloidal crystal and the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention are particularly preferably used as an optical element.

イオン性高分子ラテックス粒子やシリカ粒子など、イオン性コロイド粒子と総称される粒子はその表面に解離基を持つ。具体的には、イオン性高分子ラテックス粒子は粒子合成時に導入されたスルホン基、硫酸基又はカルボキシル基などを、またシリカ粒子は粒子表面に弱酸性のシラノール基を有する。
これらの粒子を水などの極性溶媒中に分散させると、粒子表面が荷電して粒子間に静電的相互作用が働き、粒子は媒体中で凝集することなく安定に分散する。静電的相互作用が弱いとき、粒子の空間分布は比較的無秩序であるが、静電的相互作用の増加に伴い、この系は粒子が規則正しく配列したコロイド結晶を形成することが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
この場合、静電的相互作用の大きさは、主として分散液中における粒子濃度、分散媒中の低分子イオン濃度、粒子表面の電荷密度及び粒径などにより決定される。
Particles collectively called ionic colloid particles such as ionic polymer latex particles and silica particles have a dissociating group on the surface. Specifically, the ionic polymer latex particles have a sulfone group, a sulfuric acid group, a carboxyl group or the like introduced during particle synthesis, and the silica particles have a weakly acidic silanol group on the particle surface.
When these particles are dispersed in a polar solvent such as water, the surface of the particles is charged and electrostatic interaction occurs between the particles, and the particles are stably dispersed without aggregating in the medium. When electrostatic interactions are weak, the spatial distribution of particles is relatively disordered, but with increasing electrostatic interactions, this system is known to form colloidal crystals with regularly arranged particles. (For example, refer nonpatent literature 1.).
In this case, the magnitude of the electrostatic interaction is mainly determined by the particle concentration in the dispersion, the low molecular ion concentration in the dispersion medium, the charge density and particle size of the particle surface, and the like.

上記のパラメータのうち分散媒体中の低分子イオン濃度については、その増加とともに粒子間の静電的相互作用は弱くなる(非特許文献1)。これは、静電的相互作用が低分子イオンの存在により遮蔽されるためである。従って、低分子イオン濃度の増加により結晶化は妨げられる。
結晶化が可能な低分子イオン濃度の上限は、低分子イオン濃度以外の上記パラメータの値に依存するが、多くの場合、数μMという極めて低い低分子イオン濃度である(非特許文献1及び非特許文献2参照。)。
Among the above parameters, as for the low molecular ion concentration in the dispersion medium, the electrostatic interaction between particles becomes weaker as the concentration increases (Non-Patent Document 1). This is because electrostatic interactions are shielded by the presence of low molecular ions. Therefore, crystallization is hindered by increasing the low molecular ion concentration.
The upper limit of the low molecular ion concentration that can be crystallized depends on the values of the above parameters other than the low molecular ion concentration, but in many cases, the low molecular ion concentration is a very low low molecular ion concentration of several μM (Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). (See Patent Document 2).

また、コロイド結晶作成に当たって対象となる粒子は、その直径が数10nm〜数μmで粒径分布がおよそ10%以下のものである。これらの粒子を用いれば、粒子濃度、分散媒体中の塩濃度及び粒子表面の電荷数などのパラメータを選ぶことにより、実用上有用なコロイド結晶を作成することが原理的に可能であり、粒子の材質には特に限定されない。
従来より、合成・入手が容易なものは、ポリスチレンやポリメチルメタクリレートなどを主成分とする高分子ラテックス粒子、及びシリカ粒子であるが、その他の金属酸化物粒子、金属粒子も用いることができる。
Further, the particles to be used in the production of colloidal crystals have a diameter of several tens of nm to several μm and a particle size distribution of about 10% or less. Using these particles, it is possible in principle to create practically useful colloidal crystals by selecting parameters such as particle concentration, salt concentration in the dispersion medium, and the number of charges on the particle surface. The material is not particularly limited.
Conventionally, those that are easily synthesized and obtained are polymer latex particles mainly composed of polystyrene, polymethyl methacrylate, and the like, and silica particles, but other metal oxide particles and metal particles can also be used.

上述の粒子を用い、粒径と粒子濃度を選定することにより、コロイド結晶の格子定数を100nm程度から数μmの範囲に設定することができ、コロイド結晶の回折波長が可視光領域にあるとき、可視光のBragg回折により紅彩色(iridescence)が観察される。従って、紅彩色の発現はコロイド結晶の生成を確認する手段ともなる。   By using the above-mentioned particles and selecting the particle size and particle concentration, the lattice constant of the colloidal crystal can be set in the range of about 100 nm to several μm, and when the diffraction wavelength of the colloidal crystal is in the visible light region, A red color is observed by Bragg diffraction of visible light. Therefore, the development of red color also serves as a means for confirming the formation of colloidal crystals.

上述のように、コロイド結晶の格子定数は100nm程度から数μmの範囲に設定できるが、この範囲は近紫外、可視及び赤外光の波長のオーダーであり、従って、対応する光が回折される。
また、コロイド結晶は、自発的且つ容易に形成される空間的な誘電率の周期構造を有し、フォトニック素子(例えば、非特許文献3参照。)などの光学素子への応用について近年注目されている。
As described above, the lattice constant of the colloidal crystal can be set in the range of about 100 nm to several μm, but this range is on the order of wavelengths of near-ultraviolet, visible, and infrared light, and therefore the corresponding light is diffracted. .
In addition, colloidal crystals have a periodic structure with a spatial dielectric constant that is spontaneously and easily formed. Recently, colloidal crystals have attracted attention for application to optical elements such as photonic elements (see, for example, Non-Patent Document 3). ing.

ところが、荷電コロイド結晶(イオン性コロイド結晶)は液体の媒体中において形成された構造体であるため、振盪などの微小な外力により容易に破壊される。また仮に、外力や流れなどのない条件で静置しても、ごく僅かの不純物イオンが混入することによって破壊されるという原理的な不安定性を持つ。従って、その応用に当たっては、結晶構造を実用に耐える力学的強度を持つ何らかのマトリックス中に固定することが必要である。
このため、高分子ヒドロゲルによるコロイド結晶の固定化手法(例えば、特許文献1、非特許文献4,5参照。)が開発されている。
However, a charged colloidal crystal (ionic colloidal crystal) is a structure formed in a liquid medium, and is easily broken by a minute external force such as shaking. Moreover, even if it is allowed to stand under conditions without external force or flow, it has the principle instability that it is destroyed when a very small amount of impurity ions are mixed. Therefore, in the application, it is necessary to fix the crystal structure in some matrix having a mechanical strength that can withstand practical use.
For this reason, a method for immobilizing colloidal crystals using a polymer hydrogel (see, for example, Patent Document 1, Non-Patent Documents 4 and 5) has been developed.

ここで、高分子ゲルによる結晶の固定化に関する従来法は、概略次の通りである。
ゲル化反応液としてモノマー、架橋剤及び重合開始剤を含む溶液を用い、この反応液を媒体として、イオン性コロイド粒子を分散させて結晶構造を形成させる。次に、重合を開始させ、媒体をゲル化することでコロイド結晶構造を固定する。
Here, the conventional method relating to the immobilization of crystals by the polymer gel is roughly as follows.
A solution containing a monomer, a crosslinking agent and a polymerization initiator is used as a gelling reaction solution, and ionic colloid particles are dispersed using this reaction solution as a medium to form a crystal structure. Next, polymerization is started and the colloidal crystal structure is fixed by gelling the medium.

このとき、モノマーとしてアクリルアミド(AAm)などのビニル系モノマー、架橋剤として2つのビニル基を持つメチレンビスアクリルアミド(Bis)等を用い、ラジカル重合法を用いる手法が一般的である。
なお、アクリルアミドゲル電気泳動用のゲル試料などに用いられるラジカル重合開始剤は、通常イオン性であるが、段落[0003]で述べたように、コロイド結晶においては低分子イオンの存在によりその構造形成が阻害されるため、用いることができない。
そこで、従来は、非イオン性の重合開始剤を用い、開始剤の吸収波長に対応する光(紫外又は可視光)照射によりゲル化を行っていた。
米国特許第5330685号明細書 A.K.Sood,Solid State Phys.45,1991,1:K.S.Schmitz,Macroions in Solution and Colloidal Dispersion,VCH Inc.,New York(1993). J.Yamanaka,H.Yoshida,T.Koga,N.Ise and T.Hashimoto,Phys.Rev.Lett.80,1998,5806 “フォトニック結晶”,J.D.Joannopoulous他著、コロナ社,藤井・井上訳(2000) E.A.Kamenetzky,L.G.Mangliocco,H.P.Panzer,Science 263,1994,207 Y.Iwayama,J.Yamanaka,Y.Takiguchi, M.Takasaka,K.Ito,T.Shinohara,T.Sawada,M.Yonese,Langmuir,19,2003,977.
At this time, a method using a radical polymerization method using a vinyl monomer such as acrylamide (AAm) as a monomer and methylene bisacrylamide (Bis) having two vinyl groups as a crosslinking agent is generally used.
In addition, radical polymerization initiators used for gel samples for acrylamide gel electrophoresis are usually ionic, but as described in paragraph [0003], colloidal crystals form their structures due to the presence of low molecular ions. Cannot be used.
Therefore, conventionally, a nonionic polymerization initiator is used and gelation is performed by irradiation with light (ultraviolet or visible light) corresponding to the absorption wavelength of the initiator.
US Pat. No. 5,330,685 A. K. Wood, Solid State Phys. 45, 1991, 1: K. S. Schmitz, Macroions in Solution and Colloidal Dispersion, VCH Inc. , New York (1993). J. et al. Yamanaka, H .; Yoshida, T .; Koga, N .; Ise and T. Hashimoto, Phys. Rev. Lett. 80, 1998, 5806 “Photonic Crystal”, J.A. D. Joannopoulous et al., Corona, Fujii, Inoue (2000) E. A. Kamenetzky, L .; G. Mangliocco, H.M. P. Panzer, Science 263, 1994, 207 Y. Iwayama, J. et al. Yamanaka, Y. et al. Takiguchi, M .; Takasaka, K .; Ito, T .; Shinohara, T .; Sawada, M .; Yonese, Langmuir, 19, 2003, 977.

しかしながら、本発明者らが、アクリルアミドゲルを用いる従来のコロイド結晶のゲル化固定について検討を加えた結果、次のような問題があることを知見した。
即ち、モノマーであるAAmは酸・塩基条件下で加水分解されてイオン性のアクリル酸とアンモニウムイオンとなる。荷電コロイド結晶の作成に当たって、試料水溶液はイオン交換樹脂を共存させることで十分に脱塩精製するのが常であるが、イオン交換樹脂表面は酸・塩基を多数持つため、AAmを加水分解し、かえってイオン濃度が増加してしまい、イオン交換樹脂による処理は必ずしも有効でない。
However, as a result of studies on gelation and fixation of conventional colloidal crystals using acrylamide gel, the present inventors have found that there are the following problems.
That is, AAm as a monomer is hydrolyzed under acid / base conditions to become ionic acrylic acid and ammonium ion. In preparation of the charged colloidal crystal, the sample aqueous solution is usually sufficiently desalted and purified by coexisting ion exchange resin. However, since the ion exchange resin surface has many acids and bases, AAm is hydrolyzed, On the contrary, the ion concentration increases, and treatment with an ion exchange resin is not necessarily effective.

例えば、イオン濃度の指標として溶液の電気伝導度(κ)を用いると、1.33M水溶液のκ値はその調製時において約1μS/cmであり、相互作用が強い(即ち、塩濃度が高くても結晶であり得る)条件では、コロイド結晶の固定化が可能であるものの、合成時の僅かの不純物混入により結晶が破壊されることになるので、脱塩精製を行うことが望ましい。
しかし、これに上述のイオン交換樹脂を共存させ、10分程度振盪して精製すると、κ値は約2μS/cmにまで増加することが分かった。
これに対しては、むしろ未精製で使用した方が良いと言い得るが、未精製で使用すれば相当量の不純物イオンが残存してしまう。
For example, if the electrical conductivity (κ) of the solution is used as an indicator of ion concentration, the κ value of the 1.33M aqueous solution is about 1 μS / cm at the time of preparation, and the interaction is strong (that is, the salt concentration is high). (Although it can also be a crystal), it is possible to fix the colloidal crystal, but it is desirable to carry out desalting purification since the crystal is destroyed by the slight contamination of impurities during the synthesis.
However, it was found that the κ value increased to about 2 μS / cm when the above-described ion exchange resin was coexisted therewith and purified by shaking for about 10 minutes.
On the other hand, it can be said that it is better to use it without purification, but if it is used without purification, a considerable amount of impurity ions will remain.

なお、上記精製で用いた超純水(Milli−Q:商品名;Millipore社製)のκ値は、装置から清浄な容器に水を取り出し空気中で直ちに測定した場合には、0.3〜0.4μS/cmであるが、通常の条件ではこれより低いκ値を持つ水を得ることは極めて困難である。
更に、段落[0002]で述べたように、コロイド粒子の表面には酸性の基が存在し、粒子自体が酸として作用するので、これによってもアクリルアミドは徐々に加水分解される。実際、本発明者らが調査したところ、アクリルアミドを含むコロイド結晶を数日から数週間以上の期間に亘って保存すると、溶媒中のイオン濃度が上昇してコロイド結晶が破壊されることがあることが分かった。
The κ value of ultrapure water (Milli-Q: trade name; manufactured by Millipore) used in the above purification is 0.3 to 0.3 when water is taken from a device into a clean container and immediately measured in air. Although it is 0.4 μS / cm, it is extremely difficult to obtain water having a lower κ value under normal conditions.
Furthermore, as described in paragraph [0002], acidic groups exist on the surface of the colloidal particles, and the particles themselves act as acids, so that acrylamide is gradually hydrolyzed. In fact, as a result of investigations by the present inventors, when colloidal crystals containing acrylamide are stored for a period of several days to several weeks or more, the concentration of ions in the solvent may increase and the colloidal crystals may be destroyed. I understood.

以上のように、アクリルアミドをコロイド結晶のゲル化固定のためのモノマーとして採用することは、イオン濃度の面で不利である。
コロイド結晶の作成においては、このようなモノマー由来のイオンのような意図しないイオン濃度はできるだけ低いことが望ましいことは、一般的な要請として存在するが、溶液のイオン濃度を低くすることが必須である場合には、特に重大である。
そのような場合として、例えば、体積分率濃度で5%を下回るような非常に粒子濃度の低いコロイド結晶のゲル固定化がある。この場合、コロイド結晶が存在できるイオン濃度の上限が数μMであるので、アクリルアミドを含む溶媒中ではコロイド結晶を形成することができない。
また他の例として、可視光開始剤を用いる場合のコロイド結晶のゲル固定化がある。
最近、可視光開始剤としてカンファーキノンやリボフラビンを用いるコロイド結晶のゲル固定化方法が提案されたが(現時点では未公開であるが、特願2003−18546)、いずれの開始剤も水に溶解した状態である程度の電気伝導度を示し、開始剤由来のイオン濃度の上昇があり、これにモノマー由来のイオン濃度が加わると、あまり粒子濃度の低いコロイド結晶には可視光ゲル化は適用できなくなる。
As described above, employing acrylamide as a monomer for gelation and fixation of colloidal crystals is disadvantageous in terms of ion concentration.
In the production of colloidal crystals, it is a general requirement that the concentration of unintentional ions such as ions derived from monomers be as low as possible, but it is essential to reduce the ion concentration of the solution. In some cases it is particularly serious.
As such a case, for example, there is gel immobilization of colloidal crystals having a very low particle concentration such that the volume fraction concentration is less than 5%. In this case, since the upper limit of the ion concentration at which colloidal crystals can exist is several μM, colloidal crystals cannot be formed in a solvent containing acrylamide.
Another example is the gel immobilization of colloidal crystals when a visible light initiator is used.
Recently, a method for fixing a gel of colloidal crystals using camphorquinone or riboflavin as a visible light initiator has been proposed (currently unpublished, but Japanese Patent Application No. 2003-18546), but both initiators were dissolved in water. When the state shows a certain electric conductivity and there is an increase in the ion concentration derived from the initiator, and the ion concentration derived from the monomer is added to this, visible light gelation cannot be applied to a colloidal crystal having a very low particle concentration.

また、アクリルアミドがコロイド粒子自体に加水分解されて徐々にイオン濃度が上昇してしまう現象は、コロイド結晶のイオン濃度を安定に保つ必要のある場合にとって、非常に不都合である。
かかる具体例として、相境界付近の条件で形成されるコロイド結晶のゲル固定化がある。光学素子への応用の観点からは、数mm以上から数cmサイズのコロイド結晶の構築が望まれるが、上述のように、このように大きな結晶は相境界近傍の条件で形成される(H.Yoshida,J.Yamanaka,Ta.Koga,Tu.Koga,N.Ise and T.Hashimoto,Langmuir,15,1999,4198参照。)。かかる大型の結晶の成形には、しばしば数日や数週間というような長時間を必要とするが、このような過程の制御においてアクリルアミドの加水分解によるイオン濃度の経時的な変化は極めて都合が悪い。
あるいは、このようなデリケートな過程でなくとも、低分子イオン濃度は粒子間相互作用を左右するコロイド系の重要なパラメータであり、時間とともにイオン濃度が変化してしまうことは結晶化条件や粘性などの物性の変化を引き起こし、コロイド結晶の製造においては一般的に不都合である。
なお、架橋剤については、反応液中の濃度がごく微量(モノマーの1/100程度)であり、仮に加水分解によりイオン性不純物を生じた場合にも、その影響は小さいので大きな問題とはならない。
The phenomenon that acrylamide is hydrolyzed into colloidal particles themselves and the ionic concentration gradually increases is very inconvenient for the case where the ionic concentration of the colloidal crystal needs to be kept stable.
A specific example of this is gel fixation of colloidal crystals formed under conditions near the phase boundary. From the viewpoint of application to an optical element, it is desired to construct a colloidal crystal having a size of several mm or more to several centimeters. However, as described above, such a large crystal is formed under conditions near the phase boundary (H. (See Yoshida, J. Yamanaka, Ta. Koga, Tu. Koga, N. Ise and T. Hashimoto, Langmuir, 15, 1999, 4198). The formation of such large crystals often requires a long time such as days or weeks, but the change in ion concentration over time due to hydrolysis of acrylamide is very inconvenient in controlling such processes. .
Or, even if it is not such a delicate process, the low molecular ion concentration is an important parameter of the colloidal system that influences the interaction between particles, and that the ion concentration changes with time is the crystallization condition, viscosity, etc. This is generally inconvenient in the production of colloidal crystals.
For the crosslinking agent, the concentration in the reaction solution is very small (about 1/100 of that of the monomer), and even if an ionic impurity is generated by hydrolysis, the effect is small, so it is not a big problem. .

本発明は、上述した本発明者らの知見に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コロイド結晶の固定化を容易にし、安定性に優れるゲル固定化コロイド結晶を形成し得るモノマーを用いた被ゲル固定化コロイド結晶、ゲル固定化コロイド結晶を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned findings of the present inventors. The object of the present invention is to facilitate the fixation of colloidal crystals and to form gel-immobilized colloidal crystals having excellent stability. the gel immobilized colloidal crystals using a monomer, Ru near to provide a gel immobilized colloidal crystals.

本発明者らは、上記知見に基づく問題を解決すべく鋭意研究した結果、所定のモノマーを用いることなどにより、上記問題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the problems based on the above findings, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a predetermined monomer, and have completed the present invention.

本発明の被ゲル固定化コロイド結晶は、次式A

Figure 0004370239
(式中のRはアクリル酸残基又はメタクリル酸残基、Rは炭素数C1〜C3のアルキロール基、炭素数C2〜C6のアルコキシアルキル基又は炭素数C2〜C6のアルコキシアルキロール基から成るアミノ基保護基を示す。)で表される構造を有するゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーと架橋剤と光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶から成り、光照射によってゲル固定化されることを特徴とする。 The gel-fixed colloidal crystal of the present invention has the following formula A
Figure 0004370239
(In the formula, R 1 is an acrylic acid residue or a methacrylic acid residue, R 2 is a C1-C3 alkylol group, a C2-C6 alkoxyalkyl group or a C2-C6 alkoxyalkylol group. consists colloidal crystals to the medium a solution containing a gel immobilized colloidal crystals forming monomer crosslinking agent and a photopolymerization initiator having a structure represented by an amino protecting group.) consisting of a gel fixed by light irradiation It is characterized by being made.

また、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶の好適形態は、上記光重合開始剤が、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]及び/又はアゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミドことを特徴とする。   In a preferred form of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention, the photopolymerization initiator is azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] and / or azobis {2-methyl-N. -[2- (1-hydroxybutyl)] propionamide.

更に、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶の他の好適形態は、上記光重合開始剤が、カンファーキノン及び/又はリボフラビンであることを特徴とする。   Furthermore, another preferred embodiment of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention is characterized in that the photopolymerization initiator is camphorquinone and / or riboflavin.

更にまた、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶の更に他の好適形態は、不活性ガス雰囲気下、イオンが滲出しない容器中で保管又は成長させることにより、上記コロイド結晶の破壊が防止されることを特徴とする。 Furthermore, in another preferred embodiment of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention, the colloidal crystal can be prevented from being destroyed by storing or growing it in an inert gas atmosphere in a container in which ions do not exude. It is characterized by.

そして、本発明のゲル固定化コロイド結晶は、モノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶を光照射によってゲル固定化して得られるゲル固定化コロイド結晶であって、
上記モノマーが、次式A

Figure 0004370239
The gel-immobilized colloidal crystal of the present invention is a gel-immobilized colloidal crystal obtained by gel-immobilizing a colloidal crystal using a solution containing a monomer, a crosslinking agent, and a photopolymerization initiator by light irradiation. ,
The monomer is represented by the following formula A
Figure 0004370239

(式中のRはアクリル酸残基又はメタクリル酸残基、R炭素数C1〜C3のアルキロール基、炭素数C2〜C6のアルコキシアルキル基又は炭素数C2〜C6のアルコキシアルキロール基から成るアミノ基保護基を示す。)で表される構造を有することを特徴とする。 (In the formula, R 1 is an acrylic acid residue or a methacrylic acid residue, R 2 is a C1-C3 alkylol group, a C2-C6 alkoxyalkyl group or a C2-C6 alkoxyalkylol group. And an amino group-protecting group consisting of:

更に、本発明のゲル固定化コロイド結晶の他の好適形態は、上記モノマーが、N−メチロールメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド及びN−メトキシメチルアクリルアミドから成る群より選ばれた少なくとも1種のものであることを特徴とする。 Further, another preferred form of a gel immobilized colloidal crystals of the present invention, the monomers, N- methylol methacrylamide, N- methylolacrylamide and N- methoxymethyl acrylamide or we made at least one selected from the group It is characterized by being.

また、本発明のゲル固定化コロイド結晶の好適形態は、上記光重合開始剤が、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]及び/又はアゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミドことを特徴とする。   In a preferred embodiment of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention, the photopolymerization initiator is azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] and / or azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide.

更に、本発明のゲル固定化コロイド結晶の更に他の好適形態は、上記光重合開始剤が、カンファーキノン及び/又はリボフラビンであることを特徴とする。   Furthermore, still another preferred embodiment of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention is characterized in that the photopolymerization initiator is camphorquinone and / or riboflavin.

更にまた、本発明のゲル固定化コロイド結晶の他の好適形態は、上記コロイド結晶が光学的に均一に成長したものであり、その光学特性が部位によらず均質であることを特徴とする。 Furthermore, another preferred form of a gel immobilized colloidal crystals of the present invention is characterized in that the colloidal crystals all SANYO was optically uniform growth, its optical properties are homogeneous regardless of the site .

そして、本発明の多重構造コロイド結晶は、上述の如きゲル固定化コロイド結晶を含む多重構造コロイド結晶であって、
上記ゲル固定化コロイド結晶を、このゲル固定化コロイド結晶を形成しているゲル化材料と同種又は異種のゲル化材料で包囲して成り、
上記同種のゲル化材料が、上述の如きモノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含み、光照射によってゲル固定化するものであり、
上記異種のゲル化材料が、合成高分子ゲル、多糖類ゲル又はタンパク質ゲルである、
ことを特徴とする。
The multi-structure colloidal crystal of the present invention is a multi-structure colloid crystal including the gel-immobilized colloid crystal as described above,
The gel immobilized colloidal crystals formed SQLDESC_BASE_TABLE_NAME This surrounded by gelling material gelling material the same as or different forming this gel immobilized colloidal crystals,
The same type of gelling material includes the monomer as described above, a crosslinking agent, and a photopolymerization initiator, and is gel-fixed by light irradiation.
The dissimilar gelling material is a synthetic polymer gel, a polysaccharide gel, or a protein gel.
It is characterized by that.

本発明によれば、所定のモノマーを用いることなどとしたため、コロイド結晶の固定化を容易にし、安定性に優れるゲル固定化コロイド結晶を形成し得るモノマーを用いた被ゲル固定化コロイド結晶、ゲル固定化コロイド結晶を提供することができる。
即ち、本発明は、コロイド結晶のゲル化による固定化に当たり、発生するイオン濃度を極めて微小量に抑制することに成功したものである。従来法に比べ、低い粒子濃度のコロイド結晶の固定化、相境界近傍で生成する大型コロイド結晶の固定化、可視光開始剤を用いたコロイド結晶の固定化を、容易に又は広い条件下で可能にしたものであり、その効果は顕著である。
更に、本発明によりコロイド結晶を用いた高機能光学素子を構築する道が拓け、光学産業分野に大きく貢献することが予想される。
According to the present invention, since the like using a predetermined monomer, to facilitate immobilization of the colloidal crystal, stability excellent gel immobilized colloidal crystal monomer over that capable of forming a target gel immobilized colloidal crystal used, Gel-immobilized colloidal crystals can be provided.
That is, the present invention succeeds in suppressing the generated ion concentration to a very small amount when the colloidal crystal is immobilized by gelation. Compared with conventional methods, it is possible to immobilize colloidal crystals with low particle concentration, immobilize large colloidal crystals formed near the phase boundary, and immobilize colloidal crystals using a visible light initiator under a wide range of conditions. The effect is remarkable.
Furthermore, it is expected that the present invention opens up a way to construct high-performance optical elements using colloidal crystals and greatly contributes to the optical industry field.

以下、ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーにつき詳細に説明する。なお、本明細書において、「%」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上述の如く、ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーは、次式A

Figure 0004370239
Hereinafter will be described in detail gel immobilized colloidal crystals forming monomers. In the present specification, “%” represents mass percentage unless otherwise specified.
As described above, the gel-immobilized colloidal crystals forming monomers, the following formula A
Figure 0004370239

(式中のRはアクリル酸残基又はメタクリル酸残基、Rはアミノ基保護基を示す。)で表される構造を有する。
ここで、Rのアミノ基保護基としては、加水分解、殊に酸性条件下での加水分解からアミノ基を保護する官能基であり、炭素数がC1〜C3のアルキロール基、例えばメチロール基、エチロール基及びプロピロール基、炭素数C2〜C6のアルコキシアルキル基、例えばアルキル部分がメチル、エチル、プロピル又はイソプロピルでアルコキシ部分がメトキシ、エトキシ、プロポキシ又はイソプロポキシのアルコキシアルキル基、並びに炭素数C2〜C6のアルコキシアルキロール基、例えば、アルコキシ部分がメトキシ、エトキシ、プロポキシ又はイソプロポキシでアルキロール部分がメチロール、エチロール及びプロピロールのアルコキシアルキロール基を挙げることができる。
(Wherein R 1 represents an acrylic acid residue or a methacrylic acid residue, and R 2 represents an amino group protecting group).
Here, examples of the amino group protecting group of R 2, hydrolysis, in particular functional groups der to protect an amino group against hydrolysis under acidic conditions is, alkylol group having a carbon number is C1 to C3, for example, methylol Groups, ethylol groups and propirol groups, C2-C6 alkoxyalkyl groups, such as alkoxyalkyl groups in which the alkyl moiety is methyl, ethyl, propyl or isopropyl and the alkoxy moiety is methoxy, ethoxy, propoxy or isopropoxy, and the number of carbons Mention may be made of C2-C6 alkoxyalkylol groups, for example alkoxyalkyloxy groups in which the alkoxy moiety is methoxy, ethoxy, propoxy or isopropoxy and the alkylol moiety is methylol, ethylol and propirol.

なお、ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーの代表例としては、N−メチロールメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−アクリロイルアミノエトキシエタノール、N−アクリロイルアミノプロパノール又はこれらの誘導体を例示できるが、これらを単独で又は任意に混合してもよい。これらモノマーの化学式を下記(1)〜(5)式に示す。 As typical examples of the gel immobilized colloidal crystals forming monomers, N- methylol methacrylamide, N- methylolacrylamide, N- methoxymethyl acrylamide, N- acryloyl amino ethoxy ethanol, N- acryloyl amino propanol or a derivative thereof However, these may be used alone or arbitrarily mixed. The chemical formulas of these monomers are shown in the following formulas (1) to (5).

Figure 0004370239
Figure 0004370239

Figure 0004370239
Figure 0004370239

Figure 0004370239
Figure 0004370239

Figure 0004370239
Figure 0004370239

Figure 0004370239
Figure 0004370239

なお、かかるモノマーの誘導体としては、これらのエステル類などの各種化合物が例示でき、例えば、N−メチロールメタアクリルアミド、N−アクリロイルアミノエトキシエタノール及びN−アクリロイルアミノプロパノールなどのように末端に水酸基(−OH基)を有するモノマーについては、これらのメチルエステルやエチルエステルを例示できる。   Examples of such monomer derivatives include various compounds such as these esters. For example, a terminal hydroxyl group (- Examples of the monomer having an (OH group) include these methyl esters and ethyl esters.

ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーは、いずれもイオン交換樹脂による精製により、これらの水溶液のイオン濃度を十分低いレベルまで下げることができるモノマーである。
具体的には、上記各モノマーの10%水溶液15mlにイオン交換樹脂10mlを共存させて10分間振盪すると、水溶液の電気伝導度(κ)にして1μS/cm未満、特に0.3〜0.6μS/cm程度まで脱イオン精製が可能である。この電気伝導度はイオン交換水と同程度の値であり、イオン交換樹脂による脱イオンの限界に近い。
このように、上記モノマーがイオン交換樹脂との共存により精製可能であるということは、酸・塩基による加水分解によるイオンの発生をしにくいモノマーであることを意味しており、実際、実施例にて後述するように、これらのモノマーを含んだコロイド結晶を長期間保存しても、アクリルアミドのように結晶が破壊されるということはなかった。
The monomers for forming a gel-immobilized colloidal crystal are monomers that can lower the ion concentration of these aqueous solutions to a sufficiently low level by purification with an ion exchange resin.
Specifically, when 10 ml of an ion exchange resin coexist in 15 ml of a 10% aqueous solution of each monomer and shaken for 10 minutes, the electrical conductivity (κ) of the aqueous solution is less than 1 μS / cm, particularly 0.3 to 0.6 μS. Deionization purification is possible up to about / cm. This electrical conductivity is comparable to that of ion-exchanged water, and is close to the limit of deionization by ion-exchange resin.
Thus, the fact that the monomer can be purified by coexistence with an ion exchange resin means that it is a monomer that is difficult to generate ions due to hydrolysis with an acid / base. As will be described later, even when colloidal crystals containing these monomers are stored for a long period of time, the crystals were not destroyed like acrylamide.

なお、上記モノマーは、従来公知の方法により合成することができ、また市場で入手することができる。
具体的には、上記(1)〜(3)式で表されるモノマーは、笠野興産(株)からそれぞれ商品名MM90、N−MAM60、同Wasmer−EMAとして入手できる。
In addition, the said monomer can be synthesize | combined by a conventionally well-known method, and can be obtained on the market.
Specifically, the monomers represented by the above formulas (1) to (3) can be obtained from Kasano Kosan Co., Ltd. under the trade names MM90, N-MAM60, and Wasmer-EMA.

一方、(4)式で表されるモノマー(N−アクリロイルエトキシエタノール(AAEE))は、アミノエトキシエタノールと水酸化ナトリウムにアクリロイルクロライドを加えて攪拌し、得られた反応液を塩酸で中和し、重合抑制剤を添加する。この溶液を蒸留濃縮して濾過し、無機塩を除去して更に再濃縮した後、カラムで精製することにより、合成することができる(M.Chiari et al Electrophoresis 16 1995,1815:E.Simo−Alfonso et al Electrophoresis 17 1996,723:M.Chiari et al Electrophoresis 15 1994,177:M.Chiari et al Electrophoresis 15 1994,616を参照。)。
また、(5)式で表されるモノマー(N−アクリロイルアミノプロパノール(AAP))も、上記文献に従って、不活性ガス雰囲気下、冷却したアクリロイルクロライドとエタノールを混合し、これに3−アミノ−1−プロパノールのエタノール溶液を滴下して攪拌する。得られた反応液を減圧濃縮し、更にカラムで精製することにより、合成することができる。
On the other hand, the monomer (N-acryloylethoxyethanol (AAEE)) represented by the formula (4) is stirred by adding acryloyl chloride to aminoethoxyethanol and sodium hydroxide, and the resulting reaction solution is neutralized with hydrochloric acid. A polymerization inhibitor is added. This solution can be distilled and concentrated, filtered to remove inorganic salts, re-concentrated, and purified by column (M. Chiari et al Electrophoresis 16 1995, 1815: E. Simo- Alfonso et al Electrophoresis 17 1996, 723: M. Chiari et al Electrophoresis 15 1994, 177: M. Chiari et al Electrophoresis 15 1994, 616).
In addition, the monomer represented by the formula (5) (N-acryloylaminopropanol (AAP)) is also mixed with acryloyl chloride and ethanol cooled in an inert gas atmosphere in accordance with the above document, and 3-amino-1 Add dropwise ethanol solution of propanol and stir. The reaction solution obtained can be synthesized by concentrating under reduced pressure and further purifying with a column.

次に、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶につき説明する。
上述の如く、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶は、上記ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶から成るものである。この被ゲル固定化コロイド結晶は、光照射によってゲル固定化されるもので、後述する本発明のゲル固定化コロイド結晶の前駆体として機能するものである。
Next, the gel-fixed colloidal crystal of the present invention will be described.
As described above, the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention comprises a colloidal crystal using a solution containing the above-mentioned monomer for forming a gel-immobilized colloidal crystal, a crosslinking agent, and a photopolymerization initiator as a medium. This gel-immobilized colloidal crystal is gel-immobilized by light irradiation, and functions as a precursor of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention described later.

ここで、光重合開始剤については、上記モノマーの光重合反応を開始できる機能を有すれば特に限定されるものではないが、上述したゲル安定性の観点から、発生するイオン濃度が小さいものが好ましく、多数の候補物質について実験的検討を行ったところ、下記の(6)及び(7)式に示すアゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド、及びアゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]が最も発生イオン濃度の少ない化学種のひとつであることが明らかになった。
よって、これらの光重合開始剤は、上記モノマーと組合わせて使用するのに適しており、この組み合わせ使用により、ゲル化剤由来のイオン濃度を極限まで低めた、極めてコロイド結晶の固定に適したゲル化が実現できる。
なお、(6)及び(7)式に示した光重合開始剤は、単独で又は組み合わせて用いることができ、それぞれ和光純薬社製の商品名「VA−085」及び「VA−086」として入手できる。
Here, the photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it has a function capable of initiating the photopolymerization reaction of the monomer. However, from the viewpoint of the gel stability described above, the photopolymerization initiator has a small ion concentration. Preferably, when a lot of candidate substances were experimentally examined, azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide represented by the following formulas (6) and (7), and azobis [2-Methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] was found to be one of the chemical species with the lowest generated ion concentration.
Therefore, these photopolymerization initiators are suitable for use in combination with the above-mentioned monomers, and by using this combination, the ion concentration derived from the gelling agent is extremely reduced and is extremely suitable for fixing colloidal crystals. Gelation can be realized.
In addition, the photoinitiator shown to (6) and (7) type | formula can be used individually or in combination, and the product names "VA-085" and "VA-086" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, respectively. Available.

Figure 0004370239
Figure 0004370239

Figure 0004370239
Figure 0004370239

なお、(6)及び(7)式に示した光重合開始剤のようなアゾ基を含む開始剤は、重合開始に伴い窒素ガスが遊離する性質を有するため、開始剤濃度が高いときには気泡の発生を伴うことが知られている。
ゲル固定化コロイド結晶のフォトニック素子としての応用に際して、気泡の存在は光学的な欠陥の原因となるためにこれを避けるべきである。
本発明者らは、光重合開始剤濃度を極めて低くすることにより、発生する窒素ガス量を理論的には水への溶解度以下とすることでき、気泡発生の問題を回避し得ることを確認している。
In addition, an initiator containing an azo group such as the photopolymerization initiator shown in the formulas (6) and (7) has a property that nitrogen gas is liberated at the start of polymerization. It is known to accompany outbreaks.
In application of the gel-immobilized colloidal crystal as a photonic element, the presence of bubbles should be avoided because it causes optical defects.
The inventors of the present invention have confirmed that by reducing the concentration of the photopolymerization initiator to a very low level, the amount of nitrogen gas generated can theoretically be less than the solubility in water, and the problem of bubble generation can be avoided. ing.

一方、カンファーキノンは、光重合開始波長を可視光領域に持ち、また重合開始時に窒素ガスの発生がないなどの利点を持つが、光重合時に発生するイオン性不純物濃度がVA−086の場合よりも高く、コロイド粒子濃度が高い条件などでその特徴を発揮する開始剤である。
しかし、モノマーに由来する不純物イオン発生が少なければ、より広い条件で使用が可能なため、本発明のモノマーを用いれば、カンファーキノンを開始剤として有効に使用することが可能である。本発明の被ゲル固定化コロイド結晶においては、カンファーキノンを構成成分として適切に使用することができる。
同様に光重合開始波長を可視光領域に持つが、やはりVA−086の場合よりも発生する不純物イオン濃度が大きいリボフラビンについても、本発明によれば有効に使用することができる。
On the other hand, camphorquinone has advantages such as having a photopolymerization start wavelength in the visible light region and no generation of nitrogen gas at the start of polymerization, but the concentration of ionic impurities generated at the time of photopolymerization is higher than that of VA-086. And an initiator that exhibits its characteristics under conditions such as high colloid particle concentration.
However, if the generation of impurity ions derived from the monomer is small, it can be used under a wider range of conditions. Therefore, when the monomer of the present invention is used, camphorquinone can be used effectively as an initiator. In the gel-fixed colloidal crystal of the present invention, camphorquinone can be appropriately used as a constituent component.
Similarly, riboflavin having a photopolymerization initiation wavelength in the visible light region but also having a higher impurity ion concentration than that of VA-086 can be used effectively according to the present invention.

また、架橋剤としては、使用するモノマーや光重合開始剤の種類や量に応じて適宜変更することができるが、代表的には、下記の(8)式に示すN,N’−メチレンビスアクリルアミドを用いることができる。   Moreover, as a crosslinking agent, although it can change suitably according to the kind and quantity of a monomer to be used, or a photoinitiator, typically, N, N'- methylenebis shown to following (8) Formula is used. Acrylamide can be used.

Figure 0004370239
Figure 0004370239

なお、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶は、上記のモノマーと架橋剤と光重合開始剤を含む溶液を媒体(分散媒)とし、この媒体中に、コロイド粒子が結晶の如く規則的に配列(分散)した形態を有する。
本発明において、上記溶液は代表的に水溶液であるが、非水溶液であってもよく、例えば、エチレングリコール、アルコール類、ジメチルホルムアミド及びこれらと水との混合溶液を適用可能である。
また、本発明の被ゲル固定化コロイド結晶には、上述した成分以外にも各種添加剤を加えることが可能である。
また、この被ゲル固定化コロイド結晶は、上述の如く本発明のゲル固定化コロイド結晶の前駆体として機能するものであるが、その保管や成長については、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下でイオンを滲出しない容器中で行うことが好ましい。
The gel-immobilized colloidal crystal of the present invention uses a solution containing the above monomer, crosslinking agent and photopolymerization initiator as a medium (dispersion medium), and colloidal particles are regularly arranged in this medium like crystals. It has a (dispersed) form.
In the present invention, the solution is typically an aqueous solution, but may be a non-aqueous solution. For example, ethylene glycol, alcohols, dimethylformamide, and a mixed solution of these with water are applicable.
In addition to the above-described components, various additives can be added to the gel-fixed colloidal crystal of the present invention.
The gel-immobilized colloidal crystal functions as a precursor of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention as described above. However, the storage and growth of ions are performed under an inert gas atmosphere such as argon. It is preferable to carry out in a container that does not exude.

次に、本発明のゲル固定化コロイド結晶について説明する。
上述の如く、本発明のゲル固定化コロイド結晶は、上記ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶を光照射によってゲル固定化したものである。
また、本発明のゲル固定化コロイド結晶は、上述した本発明の被ゲル固定化コロイド結晶に光照射を行って得られるものでもある。
なお、本発明のゲル固定化コロイド結晶としては、光学的に均一に成長したものが好ましく、このようなコロイド結晶は光学的用途への適用性に優れている。また、「光学的に均一に成長した」とは、光透過率などの光学特性が部位によらず均質であるように成長したことを意味する。
Next, the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention will be described.
As described above, the gel-immobilized colloidal crystals of the present invention, the above gel immobilized colloidal crystals forming monomer, a crosslinking agent and gel immobilized by light irradiation colloidal crystals to the medium a solution containing a photopolymerization initiator Is.
The gel-immobilized colloidal crystal of the present invention is also obtained by irradiating the aforementioned gel-immobilized colloidal crystal of the present invention with light.
Note that the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention is preferably optically uniformly grown, and such a colloidal crystal is excellent in applicability to optical applications. “Grown optically uniformly” means that the optical properties such as light transmittance are grown so as to be uniform regardless of the part.

ここで、ゲル化による固定を促す光照射については、用いるモノマーや重合開始剤の種類などに応じて適宜変更できるが、代表的には、重合開始剤としてアゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]を用いる場合、紫外線を5〜30分間照射すればよい。   Here, the light irradiation for promoting fixation by gelation can be appropriately changed according to the type of the monomer used or the polymerization initiator, but typically, azobis [2-methyl-N- (2 -Hydroxyethyl) propionamide] may be irradiated with ultraviolet rays for 5 to 30 minutes.

更に当初予期しなかったこととして、本発明における主要なモノマーであるメチロールアクリルアミドを用いれば、アクリルアミド(AAm)を用いた場合に比べて力学的強度が大きいゲル化コロイド結晶を得られることが明らかとなった。
具体的には、0.67Mメチロールアクリルアミドにより得たゲル固定化コロイド結晶は、従来法において1.33MAAmにより得たものと同等の力学的強度を有した。
即ち、本発明の好適例によれば、使用するモノマー濃度をAAmの1/2に軽減でき、これによりイオン性不純物濃度をいっそう低いレベルとすることが実現できた。
Furthermore, as unexpectedly, it is clear that the use of methylolacrylamide, which is the main monomer in the present invention, yields a gelled colloidal crystal having a higher mechanical strength than when acrylamide (AAm) is used. became.
Specifically, the gel-immobilized colloidal crystal obtained with 0.67 M methylolacrylamide had a mechanical strength equivalent to that obtained with 1.33 MAAm in the conventional method.
That is, according to the preferred embodiment of the present invention, the monomer concentration to be used can be reduced to ½ of AAm, and thereby the ionic impurity concentration can be further reduced.

なお、本発明のゲル固定化コロイド結晶の実使用においては、その表面を環境要因から保護した状態で使用することが好ましく、このゲル固定化コロイド結晶を形成しているゲル化材料、即ち上記モノマーが3次元重合したポリマーや、異種のゲル化材料で当該コロイド結晶を包囲して得られる多重構造コロイド結晶の形態で使用することが望ましい。
かかる多重構造コロイド結晶とすることにより、当該コロイド結晶を適当に切断して得られる各種用途向きの素子を簡易に保護できるようになる。
なお、使用可能な異種のゲル化材料としては、ポリアクリルアミドやポリアクリル酸をはじめとする各種の合成高分子ゲル、寒天をはじめとする多糖類ゲル、ゼラチンをはじめとするタンパク質ゲルなどを例示できる。
In the actual use of the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention, it is preferable to use the gel-immobilized colloidal crystal in a state in which the surface is protected from environmental factors. Is preferably used in the form of a three-dimensionally polymerized polymer or a multi-structure colloidal crystal obtained by surrounding the colloidal crystal with a different gelling material.
By using such a multi-structure colloidal crystal, it is possible to easily protect elements for various applications obtained by appropriately cutting the colloidal crystal.
Examples of usable different gelling materials include various synthetic polymer gels such as polyacrylamide and polyacrylic acid, polysaccharide gels such as agar, and protein gels such as gelatin. .

本発明のゲル固定化コロイド結晶は、各種の光学素子に適用することが可能であり、本発明のゲル固定化コロイド結晶を用いて各種の光学素子を製造することが可能である。
この場合、上記ゲル固定化コロイド結晶内に、該コロイド結晶のBragg回折波長の変化を誘発するようなトリガー材料を含有させれば、このトリガー材料が感応する対象物のセンサーを作成することができる。
かかるトリガー材料として酵素を使用することが可能であり、酵素はこのゲル固定化コロイド結晶のゲル網目に固定化して用いることができる。
The gel-immobilized colloidal crystal of the present invention can be applied to various optical elements, and various optical elements can be produced using the gel-immobilized colloidal crystal of the present invention.
In this case, if a trigger material that induces a change in the Bragg diffraction wavelength of the colloidal crystal is contained in the gel-immobilized colloidal crystal, a sensor of an object to which the trigger material is sensitive can be created. .
An enzyme can be used as such a trigger material, and the enzyme can be used by being immobilized on the gel network of this gel-immobilized colloidal crystal.

次に、イオン放出性抑制ゲル材料について説明する。
上述の如く、このゲル材料は、上述したモノマーと架橋剤と光重合開始剤を含む溶液に光照射を行って得られるゲルである。
本ゲルは、AAmゲルに比べて合成直後に内部に含まれるイオン性不純物濃度が小さく、よって経時的にみてもイオン放出性が抑制されているという特徴を有し、従って、イオン性不純物の外部への溶出の影響を軽減できるという特徴を有する。
ゲル中のイオン性不純物を数μM以下に除去するためには、水により極めて入念に洗浄する必要があるが、本ゲルを用いればこの操作が軽減できる。
従って、本発明は、コロイド結晶を固定する場合だけでなく、コロイド結晶を含まないゲル素材としても、(1)ゲルが溶液に接して(又は溶液の内部に)設置され、(2)溶液への数μMのイオンの溶出を避けることが望ましい場合に有用である。
例えば、特開2004−089996号公報に記載されているように、ゲル膜を介して塩基を拡散させ、コロイド結晶を一方向に成長させる場合においても本ゲル材料は有用である。
It will now be described ion-releasing inhibiting gel material.
As described above, this gel material is a gel obtained by irradiating the solution containing the monomer, the crosslinking agent, and the photopolymerization initiator described above with light.
This gel has a feature that the concentration of ionic impurities contained in the inside immediately after synthesis is smaller than that of AAm gel, and therefore, the ion releasing property is suppressed even with time. It has the feature that the influence of elution on can be reduced.
In order to remove the ionic impurities in the gel to several μM or less, it is necessary to wash with water very carefully. However, if this gel is used, this operation can be reduced.
Therefore, in the present invention, not only when fixing colloidal crystals but also as a gel material that does not contain colloidal crystals, (1) the gel is placed in contact with the solution (or inside the solution), and (2) the solution is brought into solution. This is useful when it is desirable to avoid elution of several μM ions.
For example, as described in JP-A-2004-089996, through a gel film by diffusing the base, also the gel material in the case of growing a colloidal crystal in one direction is useful.

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
超純水「Milli−Q水」(Millipore社製:商品名「Milli−Qシステム」で調製される水)を用いてメチロールアクリルアミド(6M)、Bis(0.5mM)及びVA−086(8mg/ml)水溶液を調製し、イオン交換樹脂を共存させて脱イオン精製した。シリカ粒子(KE−W10)分散液は透析法及びイオン交換法により十分精製して用いた。
これらを用いて、メチロールアクリルアミド(0.67M)、N,N’−メチレンビスアクリルアミド(Bis)(10mM)、VA−086(0.05mg/ml)KE−W10(粒子濃度3.2vol%)から成る分散液を調製した。試料調製にはMilli−Q水で十分洗浄したポリスチレン又はポリテトラフルオロエチレン製容器を用い、イオン性不純物による汚染を防いだ。
(Example 1)
Using ultrapure water “Milli-Q water” (Millipore, manufactured by trade name “Milli-Q system”), methylolacrylamide (6M), Bis (0.5 mM) and VA-086 (8 mg / ml) An aqueous solution was prepared and purified by deionization in the presence of an ion exchange resin. The silica particle (KE-W10) dispersion was sufficiently purified by dialysis and ion exchange.
Using these, from methylol acrylamide (0.67M), N, N′-methylenebisacrylamide (Bis) (10 mM), VA-086 (0.05 mg / ml) KE-W10 (particle concentration 3.2 vol%) A dispersion was prepared. For sample preparation, a polystyrene or polytetrafluoroethylene container sufficiently washed with Milli-Q water was used to prevent contamination by ionic impurities.

上記分散液にNaOHを加え、その濃度を20μMとした。注射針を介してアルゴンガスで10分間バブリングした後、分散液4mlを1×1×4.5cmのポリメチルメタクリレート製セルに入れ、静置したところ、反応液中で大きさ3〜5mmのコロイド結晶が生成した。
次いで、400W水銀ランプ(HP−400型、東芝製)を用い、試料からの距離を30cmとして20分間UV光を照射したところ、結晶は破壊されることなく、ゲル化により固定された。
図1に示した結晶化相図により、本実施例におけるNaOH濃度(20μM)においては、約2μMの塩(イオン濃度は4μM)の存在により結晶が破壊されることが分かる。本例において結晶が破壊されることなく固定できたことは、ゲル化過程を通してイオン性不純物濃度が4μM以下であったことを示すものである。
なお、モノマーとしてアクリルアミドを用いた場合は、NaOH濃度20μMの条件では、ゲル化反応液中でコロイド結晶を形成させることも不可能であった。
NaOH was added to the dispersion to a concentration of 20 μM. After bubbling with argon gas for 10 minutes through an injection needle, 4 ml of the dispersion was placed in a 1 × 1 × 4.5 cm polymethylmethacrylate cell and allowed to stand. Crystals formed.
Next, using a 400 W mercury lamp (HP-400 type, manufactured by Toshiba) and irradiating with UV light for 20 minutes at a distance of 30 cm from the sample, the crystals were fixed by gelation without being destroyed.
From the crystallization phase diagram shown in FIG. 1, it can be seen that at the NaOH concentration (20 μM) in this example, the crystals are destroyed by the presence of about 2 μM salt (ion concentration is 4 μM). The fact that the crystals could be fixed without being broken in this example indicates that the ionic impurity concentration was 4 μM or less throughout the gelation process.
When acrylamide was used as the monomer, colloidal crystals could not be formed in the gelation reaction solution under the condition of NaOH concentration of 20 μM.

(実施例2)
実施例1と同様にメチロールアクリルアミド(0.67M)、Bis(10mM)、VA−086(0.05mg/ml)、KE−W10(粒子濃度3.2vol%)から成る分散液を調製した。試料調製にはMilli−Q水で十分洗浄したポリスチレン又はポリテトラフルオロエチレン製容器を用い、イオン性不純物による汚染を防いだ。
注射針を介してアルゴンガスで10分間バブリングした後、分散液4mlを1×1×4.5cmのポリメチルメタクリレート製セルに入れた後、資料に弱塩基である0.1Mピリジン10μLを滴下したところ、5mm角の大きなコロイド結晶が生成した。
400W水銀ランプ(HP−400型、東芝製)を用い、試料からの距離を30cmとして20分間UV光を照射したところ、結晶は破壊されることなく、ゲルにより固定された。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, a dispersion composed of methylolacrylamide (0.67M), Bis (10 mM), VA-086 (0.05 mg / ml), and KE-W10 (particle concentration: 3.2 vol%) was prepared. For sample preparation, a polystyrene or polytetrafluoroethylene container sufficiently washed with Milli-Q water was used to prevent contamination by ionic impurities.
After bubbling with argon gas for 10 minutes through an injection needle, 4 ml of the dispersion was placed in a 1 × 1 × 4.5 cm polymethylmethacrylate cell, and then 10 μL of 0.1 M pyridine, a weak base, was added dropwise to the material. However, a large 5 mm square colloidal crystal was formed.
When a 400 W mercury lamp (HP-400 type, manufactured by Toshiba) was used and irradiated with UV light for 20 minutes at a distance from the sample, the crystals were fixed by gel without being destroyed.

(実施例3)
1×1×4.5cmのポリメチルメタクリレート製セルの底に直径6mmの穴を設け、これをフィルムで一旦塞いだ後、セル内部に脱イオン精製したゲル化反応溶液(メチロールアクリルアミド(0.67M)、Bis(10mM)及びVA−086(0.4mg/ml))0.4mlを注ぎ、UV光を照射してゲル化させた後、フィルムを除去し、底部にゲル膜(膜厚=4mm)を持つセルを作成した。
次いで、KE−W10(粒子濃度3.2vol%)、メチロールアクリルアミド(0.67M)、Bis(10mM)及びVA−086(0.1mg/ml)から成る混合液を脱イオン精製した。その後、注射針を介してアルゴンガスを10分間バブリングし、上記セルに採取し、セル上部をフィルムで封止した。
次いで、メチロールアクリルアミド(0.67M)、Bis(10mM)、VA−086(0.1mg/ml)及びNaHCO(60μM)から成る溶液50ml(脱イオン後、10分間バブリングを行ったもの)を入れたリザーバーに、セルのゲル膜を介して接触させ、そのまま保持した。時間の経過とともに、NaHCOがリザーバーからセル内に拡散し、NaOH添加の場合と同様にシリカの表面電荷を増加させたところ、7日間で高さ数cmのコロイド結晶が生成した。
400Wの水銀ランプ(HP−400型、東芝社製)を用い、得られたコロイド結晶の試料から30cm隔てて30分間UV光を照射したところ、コロイド結晶は破壊されることなく、ゲル化により柱状結晶が固定化できた。
(Example 3)
A 6 mm diameter hole was provided in the bottom of a 1 × 1 × 4.5 cm polymethylmethacrylate cell, which was once closed with a film, and then deionized and purified gelation reaction solution (methylolacrylamide (0.67M ), Bis (10 mM) and 0.4 ml of VA-086 (0.4 mg / ml)) were poured and gelled by irradiating with UV light, and then the film was removed and a gel film (film thickness = 4 mm at the bottom). ).
Subsequently, a mixture solution consisting of KE-W10 (particle concentration: 3.2 vol%), methylolacrylamide (0.67 M), Bis (10 mM) and VA-086 (0.1 mg / ml) was deionized and purified. Thereafter, argon gas was bubbled through the injection needle for 10 minutes, collected in the cell, and the upper part of the cell was sealed with a film.
Next, 50 ml of a solution consisting of methylolacrylamide (0.67 M), Bis (10 mM), VA-086 (0.1 mg / ml) and NaHCO 3 (60 μM) was added (after deionization and bubbling for 10 minutes). The reservoir was brought into contact via the gel membrane of the cell and held as it was. As time passed, NaHCO 3 diffused from the reservoir into the cell, increasing the surface charge of silica as in the case of NaOH addition, and a colloidal crystal having a height of several centimeters was formed in 7 days.
Using a 400 W mercury lamp (HP-400 type, manufactured by Toshiba Corporation), when irradiated with UV light for 30 minutes at a distance of 30 cm from the obtained colloidal crystal sample, the colloidal crystal is not destroyed and is columnar by gelation. Crystals were immobilized.

(実施例4)
メチロールアクリルアミド(6M)、Bis(0.1M)、リボフラビン(0.29mM)水溶液を調製し、それぞれにイオン交換樹脂を共存させて脱イオン精製した。また、コロイド試料として、ポリスチレン粒子(粒径約200nm、Duke Scientific社製)の水分散液を透析法及びイオン交換法により十分精製して用いた。
これらを混合して、メチロールアクリルアミド(1.18M)、Bis(10mM)、リボフラビン(0.058mM)、ポリスチレン粒子(粒子濃度10vol%)から成る分散液を調製した。なお、試料調製には、Milli−Qで十分に洗浄したポリスチレン又はポリテトラフルオロエチレン製容器を用い、イオン性不純物による汚染を防止した。注射針を介してアルゴンガスにより10分間バブリングした後、反応溶液約0.5mlを、厚さ0.1mm(内のり)×1×5cmの薄い石英製セルに注入したところ、コロイド結晶が生成した。
光源として青色LED(光源:MBARB−5015型、電源ユニット:MLED−A12010L型、双方ともモリテックス社製)を用い、セル面からの距離を2cmとし、2台の光源に両面から20分間光照射したところ、結晶は破壊されることなくゲル固定された。
なお、光重合開始剤としてカンファーキノンを用いた場合も、上記同様の手法でゲル固定が可能であった。但し、この際、15mMのカンファーキノン水溶液を脱イオン精製することなく用い、反応液中のカンファーキノン濃度は0.4mMとした。
(Example 4)
Methylolacrylamide (6M), Bis (0.1M), and riboflavin (0.29 mM) aqueous solutions were prepared, and each was subjected to deionization purification in the presence of an ion exchange resin. As a colloidal sample, an aqueous dispersion of polystyrene particles (particle size: about 200 nm, manufactured by Duke Scientific) was sufficiently purified by dialysis and ion exchange.
These were mixed to prepare a dispersion composed of methylolacrylamide (1.18 M), Bis (10 mM), riboflavin (0.058 mM), and polystyrene particles (particle concentration 10 vol%). For sample preparation, a polystyrene or polytetrafluoroethylene container sufficiently washed with Milli-Q was used to prevent contamination by ionic impurities. After bubbling with argon gas for 10 minutes through an injection needle, about 0.5 ml of the reaction solution was injected into a thin quartz cell having a thickness of 0.1 mm (inner) × 1 × 5 cm, and colloidal crystals were formed.
A blue LED (light source: MBARB-5015 type, power supply unit: MLED-A12010L type, both manufactured by Moritex Corporation) was used as the light source, the distance from the cell surface was 2 cm, and the two light sources were irradiated with light from both sides for 20 minutes. However, the crystals were gel-fixed without being destroyed.
Even when camphorquinone was used as the photopolymerization initiator, gel fixation was possible by the same method as described above. However, at this time, a 15 mM aqueous camphorquinone solution was used without deionization purification, and the concentration of camphorquinone in the reaction solution was 0.4 mM.

シリカコロイドの結晶化相図(日本触媒社KE−W10、粒径110nm、粒子濃度3.2vol%)である。FIG. 4 is a crystallization phase diagram of silica colloid (Nippon Shokubai KE-W10, particle size 110 nm, particle concentration 3.2 vol%).

Claims (12)

次式A
Figure 0004370239
(式中のRはアクリル酸残基又はメタクリル酸残基、Rは炭素数C1〜C3のアルキロール基、炭素数C2〜C6のアルコキシアルキル基又は炭素数C2〜C6のアルコキシアルキロール基から成るアミノ基保護基を示す。)で表される構造を有するゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーと架橋剤と光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶から成り、光照射によってゲル固定化されることを特徴とする被ゲル固定化コロイド結晶。
Formula A
Figure 0004370239
(In the formula, R 1 is an acrylic acid residue or a methacrylic acid residue, R 2 is a C1-C3 alkylol group, a C2-C6 alkoxyalkyl group or a C2-C6 alkoxyalkylol group. consists colloidal crystals to the medium a solution containing a gel immobilized colloidal crystals forming monomer crosslinking agent and a photopolymerization initiator having a structure represented by an amino protecting group.) consisting of a gel fixed by light irradiation Gel-fixed colloidal crystal, characterized in that
上記ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーが、N−メチロールメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド及びN−メトキシメチルアクリルアミドから成る群より選ばれた少なくとも1種のものから成ることを特徴とする請求項1に記載の被ゲル固定化コロイド結晶。 The gel immobilized colloidal crystals forming monomers, wherein characterized in that it consists of N- methylol methacrylamide, N- methylolacrylamide and at least one thing selected from N- methoxymethyl-acrylamide or al the group consisting Item 2. The gel-fixed colloidal crystal according to Item 1. 上記ゲル固定化コロイド結晶形成用モノマーは、イオン交換法による精製後の水溶液の電気伝導度が、1μS/cm未満であり、酸・塩基による加水分解によるイオンの発生をしにくい、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の被ゲル固定化コロイド結晶。   The gel-immobilized colloidal crystal-forming monomer is characterized in that the electric conductivity of an aqueous solution after purification by an ion exchange method is less than 1 μS / cm, and it is difficult for ions to be generated by acid / base hydrolysis. The gel-fixed colloidal crystal according to claim 1 or 2. 上記光重合開始剤が、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]及び/又はアゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の被ゲル固定化コロイド結晶。   The photopolymerization initiator is azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] and / or azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide. The gel-immobilized colloidal crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein: 上記光重合開始剤が、カンファーキノン及び/又はリボフラビンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の被ゲル化固定化コロイド結晶。   The gelled immobilized colloidal crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the photopolymerization initiator is camphorquinone and / or riboflavin. 不活性ガス雰囲気下、イオンが滲出しない容器中で保管又は成長させることにより、上記コロイド結晶の破壊が防止されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の被ゲル固定化コロイド結晶。   6. The gel to be coated according to any one of claims 1 to 5, wherein the colloidal crystal is prevented from being destroyed by being stored or grown in a container in which ions do not exude under an inert gas atmosphere. Immobilized colloidal crystals. モノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含む溶液を媒体とするコロイド結晶を光照射によってゲル固定化して得られるゲル固定化コロイド結晶であって、
上記モノマーが、次式A
Figure 0004370239
(式中のRはアクリル酸残基又はメタクリル酸残基、Rは炭素数C1〜C3のアルキロール基、炭素数C2〜C6のアルコキシアルキル基又は炭素数C2〜C6のアルコキシアルキロール基から成るアミノ基保護基を示す。)で表される構造を有することを特徴とするゲル固定化コロイド結晶。
A gel-immobilized colloidal crystal obtained by gel-immobilizing a colloidal crystal using a solution containing a monomer, a crosslinking agent, and a photopolymerization initiator as a medium,
The monomer is represented by the following formula A
Figure 0004370239
(In the formula, R 1 is an acrylic acid residue or a methacrylic acid residue, R 2 is a C1-C3 alkylol group, a C2-C6 alkoxyalkyl group or a C2-C6 alkoxyalkylol group. A gel-immobilized colloidal crystal having a structure represented by the following formula:
上記モノマーが、N−メチロールメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド及びN−メトキシメチルアクリルアミドから成る群より選ばれた少なくとも1種のものであることを特徴とする請求項7に記載のゲル固定化コロイド結晶。 The monomer is, N- methylol methacrylamide, gel fixation according to claim 7, characterized in that the at least one selected from N- methylolacrylamide and N- methoxymethyl acrylamide or al the group consisting Colloidal crystals. 上記光重合開始剤が、アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]及び/又はアゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミドことを特徴とする請求項7又は8に記載のゲル固定化コロイド結晶。   The photopolymerization initiator is azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide] and / or azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide. The gel-immobilized colloidal crystal according to claim 7 or 8. 上記光重合開始剤が、カンファーキノン及び/又はリボフラビンであることを特徴とする請求項7又は8に記載のゲル固定化コロイド結晶。   The gel-immobilized colloidal crystal according to claim 7 or 8, wherein the photopolymerization initiator is camphorquinone and / or riboflavin. 上記コロイド結晶が光学的に均一に成長したものであり、その光学特性が部位によらず均質であることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1つの項に記載のゲル固定化コロイド結晶。   The gel-immobilized colloidal crystal according to any one of claims 7 to 10, wherein the colloidal crystal is optically uniformly grown, and the optical characteristics thereof are uniform regardless of the site. . 請求項7〜11のいずれか1つの項に記載のゲル固定化コロイド結晶を含む多重構造コロイド結晶であって、
上記ゲル固定化コロイド結晶を、このゲル固定化コロイド結晶を形成しているゲル化材料と同種又は異種のゲル化材料で包囲して成り、
上記同種のゲル化材料が、請求項7〜11のいずれか1つの項に記載のモノマーと、架橋剤と、光重合開始剤を含み、光照射によってゲル固定化するものであり、
上記異種のゲル化材料が、合成高分子ゲル、多糖類ゲル又はタンパク質ゲルである、
ことを特徴とする多重構造コロイド結晶。
A multi-structure colloidal crystal comprising the gel-immobilized colloidal crystal according to any one of claims 7 to 11,
The gel-immobilized colloidal crystal is surrounded by the same or different type of gelling material as the gelling material forming the gel-immobilized colloidal crystal,
The same kind of gelling material includes the monomer according to any one of claims 7 to 11, a crosslinking agent, and a photopolymerization initiator, and is gel-fixed by light irradiation.
The dissimilar gelling material is a synthetic polymer gel, a polysaccharide gel, or a protein gel.
A multi-structure colloidal crystal characterized by that.
JP2004375594A 2004-12-27 2004-12-27 Gel-immobilized colloidal crystals Active JP4370239B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004375594A JP4370239B2 (en) 2004-12-27 2004-12-27 Gel-immobilized colloidal crystals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004375594A JP4370239B2 (en) 2004-12-27 2004-12-27 Gel-immobilized colloidal crystals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006182833A JP2006182833A (en) 2006-07-13
JP4370239B2 true JP4370239B2 (en) 2009-11-25

Family

ID=36736189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004375594A Active JP4370239B2 (en) 2004-12-27 2004-12-27 Gel-immobilized colloidal crystals

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4370239B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010138304A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Konica Minolta Business Technologies Inc Method for manufacturing particle arrangement object
JP5322298B2 (en) * 2009-08-24 2013-10-23 富士化学株式会社 RESIN COMPOSITION, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND CONSTRUCTION MATERIAL AND ACCESSORY FORMED USING THE SAME
JP5541902B2 (en) * 2009-11-02 2014-07-09 大阪有機化学工業株式会社 Photocurable low shrinkage monomer compound
JP7253169B2 (en) * 2018-08-28 2023-04-06 公立大学法人名古屋市立大学 Substrate for SPR measurement and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006182833A (en) 2006-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103562245B (en) New Synthetic rubber, isoprene-styrene, hydrogenated, block, diblock, its preparation method and use it to form the method for nano-pattern
JP6754963B2 (en) Colloidal eutectic, colloidal eutectic solidified product, and method for producing them
Donners et al. A shape-persistent polymeric crystallization template for CaCO3
Fan et al. Polymer brushes grafted from clay nanoparticles adsorbed on a planar substrate by free radical surface-initiated polymerization
Chang et al. Formation of colloidal CuO nanocrystallites and their spherical aggregation and reductive transformation to hollow Cu2O nanospheres
Chen et al. Engineered biomimetic polymers as tunable agents for controlling CaCO3 mineralization
Lu et al. Synthesis of calcite single crystals with porous surface by templating of polymer latex particles
Xie et al. Low-temperature growth of uniform ZnO particles with controllable ellipsoidal morphologies and characteristic luminescence patterns
Li et al. Facile fabrication of honeycomb-patterned thin films of amorphous calcium carbonate and mosaic calcite
Teo et al. Synthesis of temperature responsive poly (N-isopropylacrylamide) using ultrasound irradiation
JPWO2009145031A1 (en) Method for producing colloidal crystal and colloidal crystal
Ma et al. Morphosynthesis of alanine mesocrystals by pH control
JP4190239B2 (en) Colloidal crystal and method for producing the same
Go et al. Programmable phase transitions in a photonic microgel system: linking soft interactions to a temporal pH gradient
JP4370239B2 (en) Gel-immobilized colloidal crystals
CN112014924A (en) Method for decorating nanocubes on surface of polymer optical waveguide, optical waveguide manufactured by method, biosensing system and application
CN106631816B (en) A kind of liquid phase strip preparation method of atomic-level thickness two dimension perovskite nanometer sheet
Arifuzzaman et al. Swelling-induced long-range ordered structure formation in polyelectrolyte hydrogel
RU2689137C1 (en) Polymerisation method
Perez-Hernandez et al. Water-induced molecular self-assembly of hollow tubular crystals
Pai et al. Divalent cation-induced variations in polyelectrolyte conformation and controlling calcite morphologies: direct observation of the phase transition by atomic force microscopy
Dong et al. Preparation of calcium oxalate by vesicle modification in the catanionic surfactant system CDS/TTABr/H2O
JP5942125B2 (en) Method for producing colloidal crystal and colloidal crystal
Yang et al. Crystallization of sodium percarbonate from aqueous solution: basic principles of spherulite product design
JP2009057479A (en) Monodispersed crosslinked polymer fine particles and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050119

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060323

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060417

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080909

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081125

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090310

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090416

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090708

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090818

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090831

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4370239

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150904

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250