JPH10502494A - 高分散性の磁性金属酸化物、その製造方法および使用 - Google Patents

高分散性の磁性金属酸化物、その製造方法および使用

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JPH10502494A JP8504077A JP50407795A JPH10502494A JP H10502494 A JPH10502494 A JP H10502494A JP 8504077 A JP8504077 A JP 8504077A JP 50407795 A JP50407795 A JP 50407795A JP H10502494 A JPH10502494 A JP H10502494A
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Abstract

(57)【要約】 粒子直径が１〜１０nmであり、比表面積が１２０〜３５０m2/gであり、その表面に官能性シランが結合している、フェライトを含んでなる群から選択された混合酸化物の磁性粒子。この高分散性の粒子は、加水分解に対して安定した官能基を有する加水分解可能なシランの存在下で、塩基性水溶液から混合酸化物を沈殿させることにより製造することができる。混合酸化物は、有機および生物学的物質を固定するための担体材料として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】 高分散性の磁性金属酸化物、その製造方法および使用 本発明は、数ナノメートルの領域の粒子径および大表面積を有し、その表面積 に官能性シランが結合している、２価金属の酸化物および酸化鉄(III)の混合物 を含んでなる磁性粒子、水溶液から同時に沈殿およびシラン化させることによる それらの製造方法、および物質を固定して磁気的に分離するための担体材料とし ての使用に関する。 磁性の用語は、粒子が永久磁性、常磁性または超常磁性を有し、磁界と反応す ることを意味する。 酸化物フェライトは以前から磁性材料として知られている。その様な材料は、 例えばGmelins Handbuch der anorganischen Chemie，System No.59）Verlag Ch emie GmbH，Weinheim(1959)，59 頁以降、に記載されている。最も良く知られて いる強磁性材料は、フェライトと連続混合系列を形成する金属(II)フェライト、 例えばマグネタイトおよびγ−Ｆｅ2Ｏ3、である。フェライトは、１種以上の金 属(II)陽イオンを含むことができ、これら自体は１価の金属陽イオン、例えばリ チウム、により部分的に置き換えることができる。 かなり以前から、物質、特に生物活性物質、例えば医薬、細胞、抗体、オリゴ −およびポリ核酸、ヌクレオチド、酵素、ビタミン、コファクターおよびタンパ ク質、が磁性粒子、例えばマグネタイト、の上に固定することができ、混合され た、または好ましくない物質の分析または診断用に、磁界の影響下で分離できる ことが分かっている。さらに、高分散性の磁性粒子は、核スピン共鳴法により視 覚化する際の造影媒体としても使用できる（ＷＯ９１／０２８１１参照）。生体 内用途では、非常に小さな細孔でも通過できる様に、小さな粒子が必要とされて いる。しかし、固定の際に大量に担持するためにも、小さな粒子直径が望ましい 。 ＵＳ−Ａ−４５５４０８８は、この目的のために、表面で官能的にシラン化し た、粒子直径が約５０nm以上であり、比表面積が約１２０〜１４０m2/gであるマ グネタイト粒子を記載している。 Journal of Colloid and Interface Science，Vol．141，No．2，505 〜511 頁でH．Kobayashiらは、アミノシランで変性した、直径が１０〜１５nmである微 小磁性粒子を開示しているが、これらの粒子は比表面積が７７〜９９m2/gしかな く、酵素の固定に使用されている。 変性マグネタイトは２工程製法で製造されるが、そこでは、マグネタイトを先 ず金属塩水溶液から沈殿により形成し、次いで第二工程でそれらの表面を官能性 シランで変性する。 ここで、驚くべきことに、シラン化を混合酸化物の沈殿と同時に行なうことに より、直径が１０mm以下であり、比表面積が非常に大きく、高度に担持すること ができ、分離および特に生体内の用途により適した磁性粒子が得られることが分 かった。驚くべきことに、粒子の平均サイズは、シランの添加による製法におけ るよりも著しく小さい。さらに、磁性粒子の結晶化がシランの存在により悪影響 を受けない。しかし、驚くべきことに、シランは、表面における官能基がその後 の反応に到達できる様に、混合酸化物に同時に結合する。また、これらのシラン 化された磁性粒子は分散安定性が極めて高く、長期間にわたって沈降物をまった く形成しない。 本発明は、粒子直径が１〜１０nmであり、比表面積が１２０〜３５０m2/gであ り、その表面に官能性シランが結合している、フェライトを含んでなる群から選 択された混合酸化物の磁性粒子を提供する。 官能性シランは、混合酸化物の表面に吸着および／または共有的に結合するこ とができる。本発明の目的には、官能性の用語は、少なくとも１個の基−Ｒ3− Ｙ1がＳｉ原子に共有結合することを意味し、Ｙ1は官能基、例えば−ＣＨ＝Ｃ 加水分解に対して安定した官能基が好ましい。 粒子直径は、好ましくは２〜８nm、特に好ましくは２〜６nmである。比表面積 は、好ましくは１５０〜３３０m2/g)特に好ましくは２００〜３３０m2/gである 。比表面積は、ＢＥＴ法で窒素の吸着により測定する。この方法は当業者には公 知であり、ここで説明する。 シランの量は、混合酸化物に対して例えば０．１〜３０重量％、好ましくは０ ．５〜２５、特に好ましくは１〜２０重量％でよい。 フェライトは、例えば式Ｉ ＭｅＯＦｅ2Ｏ3 (Ｉ) のフェライトまたは式Ｉのフェライトの混合物でよいが、ここでＭｅはフェライ トを形成する２価の金属原子、好ましくはＺｎ、Ｃｄ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、 Ｃｏ、Ｓｒ、ＣａまたはＭｇ、特に好ましくはＭｎ、Ｚｎ、ＮｉまたはＣｏであ る。Ｍｅは特に好ましくはＦｅであり、その場合、フェライトは、中でも特に好 ましいマグネタイトである。別の実施態様では、フェライトはγ−Ｆｅ2Ｏ3自体 またはγ−Ｆｅ2Ｏ3とマグネタイトの混合結晶である。 表面に結合したシランは、例えば式II ＳｉＲ1Ｒ2Ｒ4−Ｒ3−Ｙ (II) の化合物から誘導できるが、ここでＲ1、Ｒ2およびＲ4は、互いに独立して、Ｃ1 〜Ｃ12アルコキシまたはハロゲンであり、Ｒ3はＣ2〜Ｃ12アルキレンまたはフェ ニレンであり、Ｙは−ＯＨ、−ＮＨ2、−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）、−ＮＨ− Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ2、−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4ア ルキル）または−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＯＨである。 共有結合が形成される場合、Ｒ1、Ｒ2およびＲ4の少なくとも１個はブリッジ 酸素原子である。 アルコキシＲ1、Ｒ2およびＲ4は、好ましくはＣ1〜Ｃ8アルコキシ、特に好ま しくはＣ1〜Ｃ4アルコキシである。好ましくは直鎖であるアルコキシの例は、メ トキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、 オクチルオキシ、デシルオキシおよびドデシルオキシである。 ハロゲンは好ましくはＣｌまたはＢｒ、特に好ましくはＣｌである。 好ましい実施態様では、Ｒ1、Ｒ2およびＲ4は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ4ア ルコキシ、特にメトキシまたはエトキシ、またはＣｌである。 特に好ましくは、Ｒ1およびＲ2は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ4アルコキシ、特 にメトキシまたはエトキシである。 好ましくは直鎖であるアルキレンＲ3は、特にＣ2〜Ｃ8アルキレン、特に好 ましくはＣ2〜Ｃ4アルキレンである。その例は、エチレン、１，２−および１， ３−プロピレン、１，２−、１，３−または１，４−ブチレン、ペンチレン、ヘ キシレン、オクチレン、デシレンおよびドデシレンである。エチレン、１，３− プロピレンおよび１，４−ブチレンが特に好ましく、中でも１，３−プロピレン が特に好ましい。 好ましい実施態様では、Ｒ3はＣ2〜Ｃ4アルキレン、特に１，３−プロピレン または１，４−ブチレン、１，３−または１，４−フェニレンである。 基−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）および−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ（Ｃ1 〜Ｃ4アルキル）中のアルキルは、好ましくはメチルである。基−ＮＨ−Ｃ2− Ｃ4アルキレン−ＮＨ2、−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル ）および−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＯＨ中のアルキレンは、好ましくはエチ レンまたは１，２−プロピレンである。 Ｙは、好ましくは−ＮＨ2または−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ2である。 式IIの基の好ましい亜群は、Ｒ1およびＲ2が、互いに独立して、メトキシまた はエトキシであり、Ｒ3が１，３−プロピレン、１，４−ブチレンまたは１，４ −フェニレンであり、Ｙが−ＮＨ2または−ＮＨ−エチレン−ＮＨ2である基であ る。特に好ましくは、Ｒ1およびＲ2が、互いに独立して、メトキシまたはエトキ シであり、Ｒ3が１，３−プロピレン、１，４−ブチレンであり、Ｙが−ＮＨ2ま たは−ＮＨ−エチレン−ＮＨ2である。 本発明の磁性混合酸化物は、外形が本質的に球状である。 本発明の磁性混合酸化物粒子は、驚くべきことに、加水分解に対して安定な官 能基を有する加水分解可能なシランの存在下で、水酸化物により混合酸化物をそ れらの水溶液から沈殿させる簡単な製法により得られる。 本発明は、本発明の磁性混合酸化の製造方法であって、 （１）フェライトを形成する２価金属の水溶性金属塩および水溶性のＦｅ(III) 塩を水に溶解させること、 （２）アルカリ水溶液を製造すること、 （３）溶液（１）または（２）、または両方の溶液を、式III （Ｘ）3-nＳｉ−Ｒ3−Ｙ (III) （式中、ｎは０、１または２であり、離れていく基としてのＸはＣ1〜Ｃ12アル コキシまたはハロゲンであり、Ｒ3およびＹは上に定義した通りである） の官能性シランと混合すること、および （４）少なくとも一方が官能性シランを含んでなる溶液（１）および（２）を反 応容器に入れ、反応混合物を反応させ、反応終了後に混合酸化物を分離すること を含んでなる方法も提供する。 金属塩および鉄(III)塩は好ましくは無機塩、特に好ましくは鉱酸および無機 オキソ酸の塩、例えば塩酸塩、臭化水素酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、亜硫酸塩、硫 酸塩、重硫酸塩、ピロ硫酸塩、チオ硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素 酸塩、亜リン酸塩、リン酸水素塩、亜リン酸水素塩、シアン化物およびチオシア ン酸塩、である。金属塩およびＦｅ(III)塩は、アルカリ性媒体中で加水分解し 得る必要がある。好ましい金属塩は硫酸塩であり、好ましいＦｅ(III)塩は塩酸 塩である。 離れていく基Ｘは、例えば塩化物または臭化物、またはＣ1〜Ｃ4アルコキシ、 特に好ましくはメトキシでよい。反応物は公知であり、場合によっては市販され ているか、または公知の製法により製造することができる。シラン中の官能基は 、反応後に変性することもでき、例えば、アミノ基は公知の方法によりシアン酸 塩またはイソチオシアン酸塩基に転化できる。 反応混合物は、水に加えて、他の水と混和し得る溶剤、例えばアルコール（メ タノール、エタノール、エチレングリコール）またはエーテル（ジエチルエーテ ル、テトラヒドロフラン）、を含むことができる。 有利な実施態様では、官能性シランはアルカリ水溶液にのみ加える。使用する 塩基は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属塩基、水酸化アンモニウムおよび 第１級、第２級および第３級Ｃ1〜Ｃ4アルキルアミン、好ましくはＣ1−または Ｃ2アルキルアミン、第４級Ｃ1〜Ｃ4アンモニウム塩基、好ましくはＣ1−または Ｃ2アンモニウム塩基でよい。アルカリ金属水酸化物および水酸化アンモニウム が好ましく、ＮａＯＨおよびＫＯＨが特に好ましい。塩基は、３種類の反応成分 （金属塩、Ｆｅ(III)塩およびシラン）の加水分解に十分な量（すなわち 少なくとも等モル量で）で、すなわち金属塩１モルあたり２モル、Ｆｅ(III)塩 １モルあたり３モル、および離れていく基の数に応じてシラン１モルあたり１〜 ３モルの量で加える。反応物に対して過剰の、例えば１０モルまで過剰の、好ま しくは５モルまで過剰の塩基を使用するのが有利である。 ２価金属塩のＦｅ(III)塩に対するモル比は、好ましくは１：１〜１：４、特 に好ましくは１：１．５〜１：４である。 反応温度は、例えば室温〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃、特に好ましく は４０〜７０℃でよい。溶液は、混合する前に、例えば反応温度まで予備加熱す るのが有利である。 本製法は、各溶液を反応容器中で直接混合することにより実行できるが、これ は全体を一度に注ぎ込んでも、あるいはよりゆっくりと、同時に滴下しながら加 えてもよい。本発明の方法の有利な実施態様では、反応容器に入れる前に溶液を 予備混合し、連続的に加えるのが有利である。混合は、例えば貯蔵容器から来る 供給ラインを、反応容器の前で、例えばＹ字形コネクター、または所望により攪 拌手段を備えたオーバーフロー容器を使用することにより、接続することにより 実行できる。溶液を確実に、完全に混合するために、最初に反応容器に水を入れ ておくのが有利である。完全に混合するために、好ましくは混合物を攪拌する。 混合後、反応混合物を混合しながら反応させるが、反応温度を維持するのが有 利である。次いで、生成物を分離し、公知の方法で精製する。分離には、固体の 高分散性粒子が底に沈降する様に、固体生成物を例えば遠心分離するか、または 不均質磁界に露出することができる。次いで、上澄みの反応溶液をデカンテーシ ョンする。精製には、生成物を１〜数回、水に分散させ、分離するとよい。高純 度生成物の製造には、この様にして分離した生成物を脱イオン水で透析するのが 有利であるが、純度は水の導電率を測定することにより確認できる。 本発明の物質の場合、十分に希釈することにより、コロイド状の透明懸濁液が 形成され、これは事実上無限の安定性を有する。電解質、例えば塩（ＮａＣｌ） 、を加えることにより、これらの懸濁液から粒子を再び凝集させることができる 。粒子径および磁気応答性は、分離または貯蔵によって著しい影響を受けない。 これらの粒子は、担持能力が非常に高い。これらの粒子は、粒子径が小さいので 、 非常に小さな細孔でも通過することができ、薄膜、例えば細胞壁、でも通過でき る。これらの粒子は、粒子径が小さいので、温血動物の防御細胞により異物とも 見なされず、攻撃されることがない。本発明の混合酸化物、特にマグネタイト、 は、磁界の影響下で永久的には磁化されず（超常磁性）、したがって凝集物を形 成せずに容易に再分散し、コロイド状懸濁液となるので、再使用することができ る。単位質量あたりの表面積が大きいので、大量の有機官能性化合物を結合する ので、分析測定における感度が高く、担体として使用した時の効率が高い。粒子 径が比較的小さいので、沈降が遅く、生物組織中に容易に浸透する。製造工程が 簡単で、混合酸化物のシラン化および沈殿が関与する工程を組み合わせているの で、廃棄すべき反応残留物質および洗浄溶液の量が著しく少ない。 本発明の磁性混合酸化物粒子は、磁界を利用して分離および検出する、または ある場所へ搬送する必要がある他の有機または生物学的分子を吸着する、または それらと相互作用する能力または特殊な親和力を有する有機および特に生物学的 物質を結合するための固体担体材料として非常に好適である。これらの粒子は、 試験管内および生体内の両方の系に使用できる。混合酸化物は、例えば免疫学的 検定または他の生物学的検定に、生物化学的または酵素反応に、アフィニティー クロマトグラフィーでの精製または細胞分離または細胞分類に、あるいは診断お よび治療目的にも使用できる。その様な用途および混合酸化物粒子への物質の固 定（カップリング）は、例えばＵＳ−Ａ−４５５４０８８に記載されている。分 子を官能性シラン基に結合またはカップリングさせる方法は、例えばH.H．Weeth all らにより、Applied Biochemistry and Biotechnology，Volume 22，311〜33 1 頁に記載されている。 本発明の混合酸化物粒子は、診断目的に、核スピン共鳴、電子スピン共鳴およ び電子顕微鏡における造影媒体として適当な指示物質で表面を適度に変性［L.X. Tiefenauer ら、Bioconjugate Chem.，4，347〜352頁(1993)参照］した後でも 、懸濁液の形態で使用できる。 本発明は、磁性混合酸化物を、有機および生物学的物質を固定するための担体 材料として使用することも提供する。また本発明は、粒子直径が１〜１０nmであ り、比表面積が１２０〜３５０m2/gであり、その表面に官能性シランが結合 しているフェライトを含んでなる群から得た混合酸化物の磁性粒子の水性分散液 も提供する。 この水性分散液は、混合物全体に対して好ましくは０．１〜６０重量％、特に ０．５〜４０重量％の量の混合酸化物を含んでなる。 上記の可能な用途に加えて、本発明の分散液は、磁性流体としても使用できる (R.E．Rosensweig in Chemical Engineering Progress(1989)，53〜61頁参照)。 下記の実施例により本発明をより詳細に説明する。粒子径は、高解像度電子顕 微鏡およびＸ線回折を使用し、線幅から決定する。Ａ）製造実施例 実施例Ａ１ ：マグネタイトの同時沈殿およびシラン化 それぞれ磁気攪拌機を備えた、１．５リットル丸底フラスコ（反応フラスコ） および２個の０．５リットル丸底フラスコ（貯蔵フラスコ）を恒温油浴中に入れ る。０．５リットルフラスコには、事実上底まで伸びるガラス管を取り付ける。 ガラス管には、二重ポンプを通るプラスチックチューブを取り付ける。プラスチ ックチューブの末端をガラス製のＹ字形管の２個の末端に接続し、その出口をガ ラス管に接続し、そのガラス管を１．５リットル丸底フラスコ中に導入する。 第一の０．５リットル貯蔵フラスコ中で、塩化鉄(III)六水和物１１８．２ｇ および硫酸鉄(II)七水和物６０．５ｇを水３００mlに溶解させ、０．４５μmメ ンブランフィルターを通して濾過し、水で総量を５４０ｇにする。 第二貯蔵容器中で、ＮａＯＨ １７５ｇを水に溶解させ、総量を５４０ｇにす る。この溶液を３０℃に冷却し、 （ＣＨ3Ｏ）3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2４０ｇを攪拌しながら加 える。この透明な溶液を水で総量６２５ｇに調節する。 反応フラスコ中に水２００mlを入れ、３個のフラスコすべてを５０℃に加熱す る。ポンプを始動させ、各溶液を反応フラスコ中に約２００ml／分の流量で約５ 分間（混合時間に等しい）で加える。反応混合物を５０℃でさらに２時間攪拌し 、次いで冷却し、ビーカーに移し、水で２．８リットルに希釈する。磁石を使用 して固体生成物を容器の底に沈降させ、上澄み溶液をデカンテーションする。固 体を水に分散させ、デカンテーションする操作を２回行なう。再度水中に入れ、 そ の懸濁液を、洗浄溶液の導電率が遠心分離した試料に対して１００マイクロシー メンス／cmになるまで脱イオン水で透析する。 水で希釈することにより、この高濃度にシラン化した磁性粒子から事実上無限 の安定性を有するコロイド状懸濁液を製造することができる。懸濁液にＮａＣｌ を加え、磁性粒子を凝集させ、不均質磁界を使用して分離する。 分析用に、生成物の試料を分離し、減圧下（約１００ｍｍＨｇ）、６０℃で先 ず２４時間、次いで１４０℃で２４時間乾燥させる。生成物を乳ばち中ですりつ ぶした後、元素分析により炭素含有量２．４％、窒素含有量０．７５％およびケ イ素含有量１．１％であることが分かる。窒素吸着により測定する比表面積は２ ８３m2/gである。電子顕微鏡検査により、事実上球形である粒子の粒子直径は約 ３nmであることが分かる。 乾燥した生成物をＸ線回折により試験する。得られる回折パターンはマグネタ イトのパターンと一致している。線の幅は約３nmの粒子径と一致している。実施例Ａ２ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ １０６．４ｇおよび（ＣＨ3 Ｏ）3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2６０ｇを使用する。得られる生 成物は比表面積が２８８m2/g、粒子径が３〜５nmである。実施例Ａ３ ： 実施例Ａ２を繰り返すが、シラン（Ｃ2Ｈ5Ｏ）3ＳｉＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2４ ５ｇを使用する。得られる生成物は比表面積が３０４m2/g、粒子径が５nmである 。実施例Ａ４ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ６０ｇおよびＦｅＳＯ4・７ Ｈ2Ｏ ３２．５ｇ、さらにＬｉＣｌ １０ｇを使用する。使用するＮａＯＨ溶 液は、溶液３６０ｇ中にＮａＯＨ９０ｇを含み、さらにＢａ（ＯＨ）2で飽和さ せている。シランの量は２０mlである。得られる生成物は比表面積が２８３ｍ2/ gである。 元素分析：Ｃ ２．７重量％、Ｎ ０．９３重量％、 Ｓｉ １．２６重量％、Ｂａ ４．２重量％および Ｌｉ ４６０ ppmである。粒子径：６nm。実施例Ａ５ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ６０ｇおよびＦｅＳＯ4・７ Ｈ2Ｏ ３２．５ｇを使用する。使用する塩基はＫＯＨ １９０ｇを水３００ml に入れた溶液である。シランの酸化を防止するために、この溶液にさらにＮａＳ Ｏ3 １０ｇを加える。使用するシランはｐ−アミノフェニルトリメトキシシラ ン（２０ml）である。シランの溶解後、溶液を水で５５０mlに合わせ、次いで鉄 溶液と混合する。得られる生成物は比表面積が２８９m2/gであり、平均粒子径は ３〜５nmである。 元素分析：Ｃ ２．８４重量％、Ｎ ０．４６重量％、 Ｓｉ １．３３重量％。実施例Ａ６ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ １４．６５ｇおよびＦｅＣｌ2 ・４Ｈ2Ｏ ５．６９ｇを含む溶液２００mlを使用する。塩基としては、２５％ 水酸化テトラエチルアンモニウム溶液２００mlを使用する。シランの量は４mlで ある。得られる乾燥磁性生成物は、Ｆｅ3Ｏ4８７．２％、Ｃ ２．３２％、Ｎ ０．７１％、およびＳｉ １．１３％を含んでなる。比表面積は３０４m2/gであ る。Ｘ線回折パターンは、粒子径約３nmを有する、純粋で十分に結晶化したフェ ライト相を示す。粒子径は電子顕微鏡写真で確認する。実施例Ａ７ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ６０ｇおよびＣｏＣｌ2・６ Ｈ2Ｏ ２７．５ｇを使用する。さらに、反応容器中の空気を窒素で置き換える 。使用する塩基は、ＮａＯＨ ９０ｇを水３００mlに入れた溶液であり、シラン の量は２０mlである。磁石により引き付けられる粒子の懸濁液が得られる。乾燥 生成物の比表面積は３０１m2/gである。実施例Ａ８ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ６０ｇ、ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ １３．９ｇおよびＺｎＳＯ4・７Ｈ2Ｏ １６．８ｇを使用する。使用する塩基 は、ＮａＯＨ ９０ｇを水３００mlに入れた溶液であり、シランとして３ −アミノプロピルトリエトキシシラン２０mlを使用する。得られる粒子は乾燥状 態で比表面積が２４２m2/gである。生成物は、Ｆｅ ４１．６％、Ｎｉ １１． ４％、Ｚｎ １０．１％、Ｃ ２．０４％、Ｓｉ １．４８％およびＮ ０．７ １％を含んでなる。乾燥生成物をＸ線回折で分析する。回折パターンは純粋な亜 鉛ニッケルフェライトのパターンと一致している。線の幅は約３nmの粒子径と一 致している。実施例Ａ９ ： 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ３２．９ｇおよびＦｅＳＯ4 ・６Ｈ2Ｏ １７．８５ｇを使用し、シランとして４−アミノブチルトリエトキ シシラン２０mlを使用する。塩基としてＮａＯＨ ６０ｇを使用する。得られる 粒子は乾燥状態で比表面積が３００m2/gである。透析により精製した生成物は、 Ｃ ２．６％、Ｎ ０．５５％およびＳｉ １．７％を含んでなる。Ｂ）使用実施例 実施例Ｂ１ 実施例Ａ２による懸濁液から固体１０mgを採る。粒子をグルタルアルデヒドで 活性化し、ＨＣＧ（ヒト絨毛性ゴナドトロピン）抗体１．６mgを加える（ＵＳ− Ａ−４５５４０８８参照）。タンパク質９３．４重量％を結合する。固定した抗 体を、自動化学発光分析装置でＨＣＧに関して試験する。既知のＨＣＧ含有量を 有する溶液を分析物として使用する。結果を表１に「相対的光単位」（ＲＬＵ） として示す（化学発光強度の測定）。実施例Ｂ２ 実施例Ａ３による懸濁液を使用し、手順は実施例Ｂ１同様である。実施例Ｂ３ 手順は実施例Ｂ１同様であるが、固体を３．９６mgだけ使用する。タンパク質 結合は７６．７重量％である。実施例Ｂ４ 手順は実施例Ｂ２同様であるが、固体を３．７６mgだけ使用する。タンパク質 結合は５８重量％である。 実施例Ｂ５：分散液の安定性 実施例Ａ１を繰り返すが、ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ ６０ｇおよびＦｅＣｌ2・４Ｈ2 Ｏ ２３．３ｇを使用する。使用する塩基は、ＮａＯＨ ９０ｇを水３００mlに 入れた溶液であり、シランの量は２０mlである。得られた懸濁液を脱イオン水で 、上澄み溶液の導電率が２２マイクロシーメンス／cmになるまで透析する。固体 含有量が７．６％である懸濁液の試料を乾燥させる。ＢＥＴ比表面積は２９５m2 /gである。乾燥生成物をＸ線回折により試験する。得られる回折パターンはマグ ネタイトのパターンと一致している。線の幅は約３nmの粒子径と一致している。 懸濁液１５ｇを、０．１モル酢酸２７mlを加え、脱イオン水で１８０ｇに調節 し、超音波砕解機（Sonicator W375）を使用して分散させる。得られた混合物を ９０００回転／分で３０分間遠心分離する。得られた、沈降していない分散液は 光学濃度が、１mmセル中、６００nmで測定して０．４８である。６週間後、分散 液は変化していない（沈降なし）。実施例Ｂ６ ：分散液の安定性 実施例Ｂ５の透析した懸濁液４．８ｇを、酢酸０．６mlを加え、６０ｇに調節 し、超音波砕解機（Sonicator W375）を使用して分散させる。得られた混合物を ５０００回転／分で２０分間、次いで９０００回転／分で１時間遠心分離する。 得られた、沈降していない分散液は光学濃度が、１mmセル中、６００nmで測定し て０．３０である。実施例Ｂ７ ：分散液の凝集 実施例Ｂ５の透析した懸濁液４．８ｇを、０．１Ｍ酢酸０．６mlおよび０．５ ％ＮａＣｌ水溶液１０ｇを加え、６０ｇに調節し、超音波砕解機を使用して分散 させる。混合物を５０００回転／分で２０分間、次いで９０００回転／分で１時 間遠心分離する。得られた透明な上澄み溶液は光学濃度が、１mmセル中、６００ nmで測定して０．０である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．粒子直径が１〜１０nmであり、比表面積が１２０〜３５０m2/gであり、その 表面に官能性シランが結合している、フェライトを含んでなる群から選択された 混合酸化物の磁性粒子。 ２．粒子直径が２〜８nmである、請求の範囲第１項記載の粒子。 ３．粒子直径が２〜６nmである、請求の範囲第２項記載の粒子。 ４．表面積が１５０〜３３０m2/gである、請求の範囲第１項記載の粒子。 ５．表面積が２００〜３３０m2/gである、請求の範囲第４項記載の粒子。 ６．シランの量が、混合酸化物に対して０．１〜３０重量％である、請求の範囲 第１項記載の粒子。 ７．フェライトが、式Ｉ ＭｅＯＦｅ2Ｏ3 (Ｉ) （式中、Ｍｅはフェライトを形成する２価の金属原子であるか、またはその様 な金属原子の混合物である） を有する、請求の範囲第１項記載の粒子。 ８．式Ｉにおいて、ＭｅがＺｎ、Ｃｄ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｓ ｒ、ＢａまたはＭｇである、請求の範囲第７項記載の粒子。 ９．式Ｉにおいて、ＭｅがＦｅである、請求の範囲第７項記載の粒子。 10．混合酸化物がγ−Ｆｅ2Ｏ3自体であるか、またはγ−Ｆｅ2Ｏ3とマグネタイ トの混合結晶を含んでなる、請求の範囲第１項記載の粒子。 11．シランが、式II ＳｉＲ1Ｒ2Ｒ4−Ｒ3−Ｙ (II) ［式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ4は、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ12アルコキシまたは ハロゲンであり、Ｒ3はＣ2〜Ｃ12アルキレン、ベンジレンまたはフェニレンであ り、Ｙは−ＯＨ、−ＮＨ2、−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）、−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4ア ルキレン−ＮＨ2、−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ（Ｃ1〜Ｃ4アルキル）ま たは−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＯＨである］の化合物から誘導される、請求 の範囲第１項記載の粒子。 12．ハロゲンＲ1、Ｒ2およびＲ4が塩素である、請求の範囲第１１項記載の粒子 。 13．Ｒ1、Ｒ2およびＲ4が、互いに独立して、Ｃ1〜Ｃ4アルコキシである、請求 の範囲第１１項記載の粒子。 14．Ｒ1、Ｒ2およびＲ4が、互いに独立して、メトキシまたはエトキシである、 請求の範囲第１１項記載の粒子。 15．Ｒ3がＣ2〜Ｃ4アルキレンまたは１，３−または１，４−フェニレンである 、請求の範囲第１１項記載の粒子。 16．Ｒ3が１，３−プロピレンまたは１，４−ブチレンである、請求の範囲第１ １項記載の粒子。 17．Ｙが−ＮＨ2または−ＮＨ−Ｃ2−Ｃ4アルキレン−ＮＨ2である、請求の範囲 第１１項記載の粒子。 18．Ｒ1、Ｒ2およびＲ4が、互いに独立して、メトキシまたはエトキシであり、 Ｒ3が１，３−プロピレン、１，４−ブチレンまたは１，４−フェニレンであり 、Ｙが−ＮＨ2または−ＮＨ−エチレン−ＮＨ2である、請求の範囲第１１項記載 の粒子。 19．Ｒ1、Ｒ2およびＲ4が、互いに独立して、メトキシまたはエトキシであり、 Ｒ3が１，３−プロピレンまたは１，４−ブチレンであり、Ｙが−ＮＨ2または− ＮＨ−エチレン−ＮＨ2である、請求の範囲第１８項記載の粒子。 20．請求の範囲第１項記載の磁性混合酸化の製造方法であって、 （１）フェライトを形成する２価金属の水溶性金属塩および水溶性Ｆｅ(III) 塩を水に溶解させること、 （２）アルカリ水溶液を製造すること、 （３）溶液（１）または（２）、または両方の溶液を、式III （Ｘ）3-nＳｉ−Ｒ3−Ｙ (III) （式中、ｎは０、１または２であり、離れていく基としてのＸはＣ1〜Ｃ12ア ルコキシまたはハロゲンであり、Ｒ3およびＹは上に定義した通りである） の官能性シランと混合すること、および （４）少なくとも一方が官能性シランを含んでなる溶液（１）および（２）を 反応容器に入れ、反応混合物を反応させ、反応終了後に混合酸化物を分離するこ と を含んでなる方法。 21．金属塩および鉄(III)塩が無機塩である、請求の範囲第２０項記載の方法。 22．金属塩および鉄(III)塩が、鉱酸および無機オキソ酸の塩である、請求の範 囲第２０項記載の方法。 23．使用する塩が、塩酸塩、臭化水素酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、亜硫酸塩、硫酸 塩、重硫酸塩、ピロ硫酸塩、チオ硫酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸 塩、亜リン酸塩、リン酸水素塩、亜リン酸水素塩、シアン化物およびチオシアン 酸塩である、請求の範囲第２２項記載の方法。 24．金属塩およびＦｅ(III)塩が、アルカリ性媒体中で加水分解し得る、請求の 範囲第２０項記載の方法。 25．金属塩が硫酸塩であり、Ｆｅ(III)塩が塩酸塩である、請求の範囲第２２項 記載の方法。 26．離れていく基Ｘがハロゲン化物またはＣ1〜Ｃ4アルコキシである、請求の範 囲第２０項記載の方法。 27．離れていく基Ｘが塩化物、臭化物、メトキシまたはエトキシである、請求の 範囲第２６項記載の方法。 28．官能性シランを溶液（２）に加える、請求の範囲第２０項記載の方法。 29．使用する塩基がアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基、水酸化アンモニ ウムまたは第１級、第２級または第３級Ｃ1〜Ｃ4アルキルアミンの水酸化物また は第４級Ｃ1〜Ｃ4アルキルアンモニウム塩基である、請求の範囲第２０項記載の 方法。 30．使用する塩基が、アルカリ金属水酸化物または水酸化アンモニウムである、 請求の範囲第２０項記載の方法。 31．使用する塩基が、ＮａＯＨまたはＫＯＨである、請求の範囲第３０項記載の 方法。 32．塩基を、３種類の反応成分、金属塩、Ｆｅ(III)塩およびシランを加水分解 するのに十分な、少なくとも等モル量で加える、請求の範囲第２０項記載の方 法。 33．塩基を、３種類の反応成分に対して過剰に使用する、請求の範囲第３２項記 載の方法。 34．２価金属塩のＦｅ(III)塩に対するモル比が１：１〜１：４である、請求の 範囲第２０項記載の方法。 35．反応温度が室温〜１００℃である、請求の範囲第２０項記載の方法。 36．反応溶液を、混合する前に、予備加熱する、請求の範囲第２０項記載の方法 。 37．請求の範囲第１項記載の磁性混合酸化物粒子の、有機および生物学的物質を 固定するための担体材料としての使用。 38．粒子直径が１〜１０nmであり、比表面積が１２０〜３５０m2/gであり、その 表面に官能性シランが結合している、フェライトを含んでなる群から選択された 混合酸化物の磁性粒子の水性分散液。 39．混合物全体に対して０．１〜６０重量％の量で存在する、請求の範囲第３８ 項記載の水性分散液。 40．０．５〜４０重量％の量で存在する、請求の範囲第３８項記載の水性分散液 。
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