WO2007142082A1

WO2007142082A1 - 金コロイドの製造方法及び金コロイド

Info

Publication number: WO2007142082A1
Application number: PCT/JP2007/060919
Authority: WO
Inventors: Junichi Taniuchi; Hirofumi Nakagawa; Koji Okamoto
Original assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-12-13
Also published as: JP4970851B2; EP2027956B1; EP2027956A1; EP2027956A4; JP2007321232A; US20100159471A1; US8048193B2

Abstract

　本発明は、目的に合わせた粒径であって、粒子径分布がシャープで、形状も均一な真球状である金コロイドを製造する方法の提供を目的とする。　金コロイドの製造方法において、第一の金塩の溶液に第一の還元剤を添加し、核コロイド粒子を形成させる核形成段階と、前記核コロイド粒子の溶液に、第二の金塩及び第二の還元剤を添加して核コロイドを成長させる成長段階とを含み、前記成長段階は少なくとも１回以上行うものであり、第一の還元剤にはクエン酸塩、第二の還元剤にはアスコルビン酸塩を用い、且つ、前記成長段階におけるアスコルビン酸塩の添加を第二の金塩の添加と同時に行なうことを特徴とする金コロイドの製造方法に関する。本発明の金コロイドの製造方法によれば、粒子径分布がシャープであり、形状が均一な真球状の金コロイドを得ることができる。

Description

明細書

金コロイドの製造方法及び金コロイド

技術分野

[0001] 本発明は、金コロイドの製造方法に関し、特に、体外診断薬に好適な金コロイドの製造方法及び金コロイドに関する。

背景技術

[0002] 体外診断薬は、患者の血液、尿、唾液、組織などを利用することから、人体に与える影響を最小限に留めて疾患の種類や原因等を把握することができ、早期診断、早期治療のための重要な役割を果たしている。このため、様々な診断用途に利用されており、妊娠診断や、便潜血の判定による大腸癌の一次スクリーン検査等に役立つている。このような体外診断薬としては、診断の目的となる抗原を検出するための抗体を、金コロイドの表面に結合させたものが知られている。

[0003] この体外診断薬を有効に利用するために、感度を向上させて、診断の信頼性を維持するには、上記したような様々な用途に合わせて、適合した粒径の金コロイドを用いることが必要とされる。例えば、妊娠診断に用いられる体外診断薬では、非常に高い感度が要求されることから、金コロイドの粒径が 40nmで均一であり、粒子径分布もシャープであることが求められて、る。

[0004] また、体外診断薬に用いる抗体は、金コロイド上に直接結合させると、ランダムに配位してしまう場合があるため、あら力じめリンカ一と呼ばれるタンパク質や有機物を結合させる場合がある。目的とする数のリンカ一を金コロイド上に均等な配置で結合させるためには、金コロイドの粒径が均一であり、さらに形状も真球状に近いことが要求される。また、金コロイドの形状は、均一な真球状となっている場合には、彩度の高いワインレッド色を示し、この色彩を示す金コロイドは体外診断薬への利用に最適である。しかし、金コロイドの粒子の縦横比が異なっている場合には、青紫色となってしま

[0005] 以上のことから、体外診断薬を、様々な診断の目的に合わせた高感度なものとするためには、金コロイドが用途に合わせた粒径であり、粒子径分布がシャープで、さらに、形状も均一な真球状であることが望まれている。

[0006] ここで、金コロイドの製造方法については、金塩溶液を還元する方法が、一般的に知られている。例えば、非特許文献 1では、塩ィ匕金酸をクェン酸ナトリウム三水和物によって還元する方法が示されており、特許文献 1や特許文献 2には、クェン酸塩、ァスコルビン酸塩で金塩溶液を還元して金コロイドを製造する方法が開示されている

[0007] 非特許文献 1 : G.フレーンス（G. Frens)、ネイチヤーフィジカルサイエンス（Nat ure Physical Science)、 1973年、第 20卷、 p. 241

特許文献 1：特許第 2834400号明細書

特許文献 2：特許第 2902954号明細書

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、非特許文献 1のように、還元剤にクェン酸塩のみを用いた場合には、粒径分布が均一な金コロイドを得ることができず、形状も球状でな、ものとなってしまう傾向があった。また、特許文献 1や特許文献 2のように、クェン酸塩又はァスコルビン酸塩のみを用いた場合においては、粒径分布がシャープな金コロイドを得ることは出来なかった。その他、知られている金コロイドの製造方法においても同様に、粒径制御が困難な場合や、形状が真球状とできない場合があった。そこで本発明は、目的に合わせた粒径であって、粒子径分布がシャープで、形状も均一な真球状である金コロイドを製造する方法の提供を目的とする。課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するため、本発明者等は、金塩溶液を還元して金コロイドを製造する方法において、用途に合わせた粒径等とするために鋭意検討を行った。その結果、金塩溶液の還元を、核コロイドを形成する段階と、成長させる段階とに分けて多段階で行うことにより、目的に合った粒径等となる金コロイドを製造する方法を開発するに至った。

[0010] 即ち、本発明は、金コロイドの製造方法において、第一の金塩の溶液に第一の還元剤を添加し、核コロイド粒子を形成させる核形成段階と、前記核コロイド粒子の溶液に、第二の金塩及び第二の還元剤を添加して核コロイドを成長させる成長段階とを含み、前記成長段階は少なくとも 1回以上行うものであり、第一の還元剤にはタエン酸塩、第二の還元剤にはァスコルビン酸塩を用い、且つ、前記成長段階におけるァスコルビン酸塩の添加を第二の金塩の添加と同時に行なうことを特徴とする金コロイドの製造方法に関する。

[0011] 本発明は、目的とする粒径の金コロイドの製造を、核コロイドを形成する段階、この核コロイドを成長させる段階、の多段階で構成することを特徴とする。そして、これを前提として、各段階における還元剤を、それぞれクェン酸塩とァスコルビン酸塩に特定し、更に、成長段階における還元剤の添加を、第二の金塩の添加と同時に行なうことを特徴とする。これらの特徴の相乗的作用により、本発明は、目的とする粒径（17 nm以上)であって、形状も均一で、真球状の金コロイドを製造することができるようになっている。

[0012] 以下、本発明に係る金コロイドの製造方法に関し、核形成段階及び成長段階の各段階について詳細に説明する。

[0013] 核形成段階で用いる第一の金塩には、塩化金酸 (III)、塩化金 (1)、三フッ化金、一フッ化金、一臭化金、三臭化金、金 (ΠΙ)トリシア-ド、シアンィ匕金、雷酸金 (1)、ヒドロキシ金 (III)ォキシド、トリョード金 (III)、トリス硝酸金 (III)、硝酸金 (I)等、の他、これらの水和物や塩類、又は、金粉や金箔等を王水に溶解させたものを使用することができる。

[0014] 第一の金塩を還元する第一の還元剤であるクェン酸塩としては、クェン酸リチウム、クェン酸ナトリウム、クェン酸カリウム、クェン酸ルビジウム、クェン酸セシウム、クェン酸カルシウム、クェン酸マグネシウム、クェン酸アンモニゥム、クェン酸物ェチル、タエン酸ジェチル、タエン酸トリエチル、タエン酸モノブチル、タエン酸トリブチル、クェン酸モノアリル、クェン酸ジァリル、タエン酸トリアリル、イソクェン酸ナトリウム、イソクェン酸カリウム、イソクェン酸カルシウム、イソクェン酸セシウム、イソクェン酸アンモ-ゥム等が利用可能であり、さらに、クェン酸、イソクェン酸、ヒドロキシクェン酸、過クェン酸、無水クェン酸、 2—メチルクェン酸、クェン酸ァ-オンー3—アンモ-ゥム、クェン酸ァ-オン一ジアンモ-ゥム、ァロイソクェン酸を用いることもでき、これらを水溶液の形態で使用しても良い。

[0015] ここで、核形成段階において形成する核コロイドの粒径は、 12nm以上 17nm未満を目標とすることが好ましい。クェン酸系の還元剤を用いた場合に、核コロイドの平均粒子径にばらつきがなぐ形状を均一に形成できる粒径の大きさだ力もである。この点、 12nm未満の場合には、成長段階における成長速度が安定しない傾向があり、 1 7nm以上とすると、核コロイドの粒径が均一とならな、場合がある。

[0016] 上記した目標粒径の範囲にある核コロイドの形成は、第一の還元剤であるクェン酸塩の、添加量と添加方法を調製することで形成することができる。具体的には、第一の還元剤の添加量を、第一の金塩の添加量に対して、モル比で 2倍〜 11倍の範囲内とすることが好ましい。核コロイドを、粒径のばらつきなく形成することが可能となる力もである。また、第一の還元剤を添加する際には、数滴ずつ滴下するのではなぐ一度にすベての還元剤を添加することにより、均一な粒径の核コロイドを形成することができる。

[0017] 次に、核コロイドを成長させる成長段階について説明する。成長段階は、第二の還元剤であるァスコルビン酸塩と、第二の金塩との添カ卩を同時に行って、核コロイドを成長させるものである。成長段階に用いる第二の金塩としては、上述した核形成段階において、第一の金塩として利用可能な金塩のうち、いずれかを使用することができる

1S 第一の金塩及び Z又は第二の金塩は塩化金酸とすることが好ましい。塩化金酸は容易に水溶液とすることができ、容易に目的とする濃度に調製可能だ力もである。

[0018] 第二の還元剤であるァスコルビン酸塩としては、ァスコルビン酸リチウム、ァスコルビン酸ナトリウム、ァスコルビン酸カリウム、ァスコルビン酸ルビジウム、ァスコルビン酸セシゥム、ァスコルビン酸カルシウム、ァスコルビン酸マグネシウム等が利用可能な他、ァスコルビン酸、イソァスコルビン酸、スコルバミン酸、エリソルビン酸、デヒドロイソァスコルビン酸、デォキシァスコルビン酸、クロロデオキシァスコルビン酸、ョードデォキシァスコルビン酸、ブロモデォキシァスコルビン酸、フルォロデオキシァスコルビン酸、メチルァスコルビン酸、ェチルァスコルビン酸、プロピルァスコルビン酸を用いることもでき、これらを水溶液の形態で使用しても良い。

[0019] そして、第二の金塩と、第二の還元剤であるァスコルビン酸とは、同時に添加することが必要である。同時添加するのは、これにより核コロイドの成長速度が安定し、平均粒子径の標準偏差が 10%以内の金コロイドを得ることが可能となるからである。尚、この添加の態様としては、第二の還元剤と第二の金塩とを、 1回の成長段階の最初に一度に添加しても問題はないが、同時に滴下して金コロイドを成長させることが望ましい。同時に滴下することで、核コロイドの成長速度が一定となり、粒径の均一な金コロイドを製造することが可能となるからである。

[0020] そして、 1回の成長段階にお!、ては、第二の金塩とァスコルビン酸塩を、それぞれ次式で示される量添加するのが好まし、。

[数 1] 第二の金塩（g) { (N₂— N XCXVZN_A}XMa X α

第二の還元剤（g) { (N₂— N XCXV/N_A}XMb X β

※ 式中、

は、成長前の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数

N₂は、成長後の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数 C は、核コロイド 1 L中のコロイド粒子数

V は、核コロイド溶液の総量（L)

Ν_Αは、ァボガドロ数（6. 02 X 10²³とする）

Maは、第二の金塩の分子量

Mbは、第二の還元剤の分子量

α、）3は、定数であって、

1. 0≤α≤2. 5、 2. 0≤β≤5. 7

である。

[0021] ここで、第二の金塩とァスコルビン酸塩の添力卩量を示す上記式について説明する。

金の原子半径は、 1.44 A (0.144nm)であり、また、金は面心立方格子構造をとることが知られていることから、 1つのコロイド粒子の粒径 Lは、原子半径と層数 nから、次式により求めることができる。尚、ここでいう層数 nとは、 1つの金コロイドについて、中心原子から同じ距離にある原子群を 1つの層としたときの、層の数とする。

[0022] [数 2] 粒径： L= (2 n+ 1) X 0. 288 [1]

[0023] そして、層数 nは、上記式 [1]を変形することで、目的とする粒径 Lから求めることができる（式 [2])。また、この層数 nからは、コロイド粒子の最外層を構成する原子数である最外層原子数 yを求めることができる（式 [3])。更に、最外層原子数 yと層数 nを算出することで、式 [4]より、金コロイド 1粒子中に含まれる金の総原子数 Nがわ力る。

[0024] [数 3] 層数： n= 1. 74 X (L-O. 3) [2] 最外層原子数： y=l 0 Xn²+2 [3] 総原子数： N=∑ (10Xn²+2) [4]

= (10 X 1²+ 2) + (10 X 2²+ 2) + · · · • · · + (1 OXn²+2)

※ 上記式中、

Lは、金コロイドの粒径 (nm)

nは、金原子の層数

yは、最外層原子数

Nは、総原子数

を示すものとする。

[0025] 以上より、成長段階終了後の目的とする粒径 Lを定めることで、コロイド 1粒子中に含まれる金の総原子数 Nを算出することができる。参考として、上記数式群を用いて、粒径 Lにおける総原子数 Nを算出した値を、以下の表 1に示す。

[0026] [表 1]

粒径最外層原子数総原子数層数 n

L (nm) Y (個） N (個）

15 26 6544 62062

17 29 8446 85608

20 34 11752 125356

30 52 26708 482404

40 69 47720 1119088

50 86 74786 2157482

60 104 107908 3804008

70 121 147086 5978852

80 139 192318 9049178

90 156 243605 12776972

100 173 300948 17409336

110 191 364346 23409342

120 208 433799 30213456

130 226 509308 38733462

140 243 590871 48125826

150 260 678490 58925608

160 278 772164 72003892

170 295 871893 86010644

180 313 977677 102705008

190 330 1089517 120335150

200 347 1207412 139875472

210 365 1331362 162756466

220 382 1461367 186538858 ここで、成長段階において第二の金塩及びァスコルビン酸塩を添加するのは、目的の粒径のコロイド粒子を形成するために必要な量の金原子を補給するためである。即ち、両者の添加量とは、成長前後で不足する金原子の量であり（正確には不足する金イオン及びそれを金原子に還元するための還元剤の量）、これは、成長前後における金コロイド 1粒子中の総原子量の差を意味する。従って、上記数式群により成長前後における金コロイド 1粒子中の総原子量を把握することで、第二の金塩及びァスコルビン酸塩の添カ卩量は、以下のように示される。

[0028] [数 4] 第二の金塩 (g) {

X C XV/N XMa [5] 第二の還元剤（g) { (N₂— X C XV/^/N_A}XMb [6]

※ 上記式中、

Niは、成長前の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数 N₂は、成長後の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数 C は、核コロイド溶液 1 L中のコロイド粒子数

V は、核コロイド溶液の総量（L)

N_Aは、ァボガドロ数（6. 0 2 X 1 0²³とする）

Maは、第二の金塩の分子量

Mbは、第二の還元剤の分子量

を示すものである。

[0029] 上記式 [5]において、（N— N )の値が、成長前後のコロイド粒子の総原子数の差

2 1

であり、コロイド 1粒子の成長に要する金原子数である。そして、コロイド 1粒子の成長に必要な金原子数と、核コロイド溶液 1L中に含まれるコロイド粒子数 C等を用いれば、上記式により、第二の金塩の添加量 (g)を算出することが可能となる。また、第二の還元剤の添加量 (g)については、第二の金塩と同様にして、上記式 [6]で示される。尚、コロイド粒子数 Cは、核コロイド中の塩ィ匕金酸のモル濃度 (molZL)に、アポガド口数 Nを乗じ、核コロイド中に含まれる金の総原子数で割ることにより求めることがで

A

きる。

[0030] ここで、上記の式 [5]及び [6]は、第二の金塩及びァスコルビン酸塩の添カ卩量についての、理論値を示していることに留意すべきである。つまり、上記数式群においては、核コロイド溶液に含まれる金コロイドの粒子数 (C)力成長前後で変化せず、また、還元によって生じた金原子が完全に均一に核コロイド粒子に結合している等、理想的な成長過程をとることを前提として、る。

[0031] 本発明者等は、実際に金コロイド粒子の製造を多段階で行なう場合、所望の粒径に成長させるための添カ卩量は、必ずしも上記式には従わないことを確認している。これは、金コロイド粒子の成長が、上記のような理想的過程を取るとは限らないことによる。そこで、本発明者等は、本発明に係る方法に適合可能であり、成長後の粒径の標準偏差が許容範囲内となるように、上記 (数 4)の式の補正を行なうべく鋭意検討し、第二の金塩及びァスコルビン酸塩の添カ卩量にっ、て次式の結果を得た。

[0032] [数 5] 第二の金塩（g) { (N₂-N_x) X C XV/N_A}XMa X α

第二の還元剤（g) { (N₂— X C XV/N_A}XMb X j3

式中、

α、 J3は、定数であって、 1. 0≤ α≤ 2. 5、 2. 0≤ β≤ 5. 7 である。尚、 Ni、 N₂、 C、 V、 N_A、 Ma, Mbは、数 4と同義である。

[0033] 上記式において、 α、 βは理論式を補正するための定数であり、これらにより目的とする粒径を有するコロイド粒子の形成が可能となる。 aは、金塩の添加量を補正する定数であり、 1. 0〜2. 5である力より好ましくは、 1. 1〜2. 2とする。また、 βは、ァスコルビン酸塩の添加量を補正する定数であり、 2. 0〜5. 7であるが、より好ましくは 2. 6〜5.4とする。また、成長段階が複数回となる場合には、これらの定数を段階ごとに変化させても良い。特に、最初の（1〜2段階目の)成長段階においては、粒径のばらつきが生じやすぐ比較的多量の金塩が必要となる傾向があり、 α、 j8を高めにした方が良い。例えば、成長段階を 3〜4段階とする場合、 1〜2段階目では、 αを 1 . 4〜1. 6、 βを 3. 3〜4. 0とし、それ以降の成長段階における αは 1. 1〜1.4、 β は 2. 6〜3. 2とすることで、各段階において目標粒径のコロイド粒子が形成し易くなる。

[0034] 本発明においては、粒径の大きな金コロイドを製造する場合等については、段階数を少なめに設定して 1段階における添加量を多量とするよりも、段階数を増やして、 1 段階での添加量を少量とした方が好ましい。成長段階の回数を増やすことで、より均一な平均粒径の金コロイドを形成させることが結果的に可能となるからである。例えば、金コロイドの平均粒子径を 17nm以上 55nm未満とする場合には成長段階を 1回で行う事が望ましぐ 55nm以上 llOnm未満とする場合には 2回、 llOnm以上 220nm 以下とする場合には 3回で行うことが好ましい。また、成長段階を多段階とした場合、成長段階の各段階で形成された金コロイドの粒径を測定し、後の段階における第二の金塩及び第二の還元剤の添加量を算出しても良い。このようにすることで、より粒径が均一な金コロイドを得ることができる。

[0035] また、各成長段階での金塩溶液、ァスコルビン酸塩溶液の濃度につ!ヽては、溶質量 (金塩、ァスコルビン酸塩の重量）が上記 (数 5)の範囲内であれば、特に、固定されるべきものではない。即ち、溶液の溶媒の量は、特に固定されるものではない。また、金塩溶液、ァスコルビン酸塩溶液の濃度は、成長段階ごとに異なっても良いし、同じでも良い。更に、成長段階における金塩濃度と、核成長段階における金塩濃度とは異なっても良いし、同じでも良い。このように、各段階における添加溶液の濃度は調節可能であることから、本発明は、最終的なコロイド溶液の濃度調整が可能であるという利点を有する。尚、出発点に相当する核形成段階では、第一の金塩溶液の濃度を、金濃度で 3. 0 X 10^_4molZL〜l. 3 X 10^_3molZLの範囲内とすることが好ましい。あまりに高い金濃度に設定すると、生成した金コロイド粒子に凝集が生じるおそれがある力である。

[0036] 本発明においては、核形成段階と成長段階との時間的間隔、或いは、個々の成長段階間の時間的間隔についての限定は特にない。従って、核形成段階から成長段階の終了までを、同一系内で連続的に行っても良いが、予め途中の段階まで形成、又は、成長させた金コロイドに、時間をおいて金塩及び還元剤を添加して金コロイドを成長させても良い。例えば、成長段階を 2回と設定した場合には、予め成長段階を 1回行って形成した金コロイドを用い、これに金塩及び還元剤を添カ卩して金コロイドを成長させて (これにより成長段階を 1回追加して）、目的とする平均粒子径の金コロイドを形成することができる。同様に、成長段階を 3回で行う場合には、予め成長段階を 2回行った金コロイドを用いることができる。

[0037] また、本発明の金コロイドの製造方法によって得られる金コロイドは、 TEM写真の観察による粒径の標準偏差が 10%以内であることが好ましい。このような金コロイドであれば、体外診断薬に使用する場合に最適だからである。尚、本発明は、粒径の大きな金コロイドであっても、多段階で還元を行うことで粒度分布がシャープなものを得ることは可能であるが、体外診断薬として利用する場合には、 220nm以下のものが好適である。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]実施例で得られた金コロイドの TEM観察写真 (左から、核コロイド、実施例

実施例 2)。

[図 2]実施例で得られた金コロイドの TEM観察写真 (左から、実施例 3、実施例 5、実施例 6)。

[図 3]比較例で得られた金コロイドの TEM観察写真 (左から、比較例 1、比較例 2)。発明を実施するための最良の形態

[0039] 以下、本発明における最良の実施形態について説明する。

[0040] 実施例 1 :この実施例では、核形成段階において、第一の金塩である塩化金酸を第一の還元剤であるクェン酸塩で還元し、目標粒径 15nmの核コロイドを形成した。その後、成長段階では、第二の金塩である塩化金酸と、第二の還元剤である L ァスコルビン酸とを同時に滴下して、目標粒径 30nmの金コロイドを形成させた。

[0041] [核形成段階]

塩化金酸四水和物 0. 17g (4. l X 10^_4mol)と、クェン酸三ナトリウム二水和物 0. 49g (l . 6 X 10^_3mol)とを、それぞれ超純水 25mlと 100mlに溶解させて、塩化金酸溶液とクェン酸溶液を調製した。次に、 500mlの三口フラスコ内に、塩化金酸溶液 6mlと超純水 200mlとを投入して、 30分間加熱還流させた。液温が安定した後、クェン酸溶液 50mlを混合して、 15分間加熱還流した。その後、加熱を停止して室温で放冷し、核コロイドを形成させた。尚、超純水の代わりにイオン交換水や蒸留水を使用することちできる。

[0042] [成長段階]

上記方法によって形成した 3. 0 X 10^_4molZLの核コロイド（平均粒径 15. 22nm ) 52mlを、 500mlの三口フラスコに入れ、液温が 30°Cになるまで恒温層内で撹拌した。液温が安定したら、塩ィ匕金酸四水和物 0. 34g (8. 2 X 10^_4mol)を超純水 50ml に溶解させ、そのうちの 9. 2mlを 201mほで希釈した塩ィ匕金酸溶液と、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 0. 07g (3. 5 X 10^_4mol)を超純水 204mlに溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 204mlとを、 2. OmlZminの速度で同時に滴下して、 1時間撹拌しな力反応させて、成長段階を 1回行った。得られた金コロイドの溶液は、ワインレッド色であった。尚、塩ィ匕金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添カ卩量は、目標粒径を 3 Onm、定数 αを 1.4、 βは 3.3として、式 1より算出した。

[0043] 実施例 2:本実施例では、目標粒径を 40nmとして金コロイドを製造した。核コロイドには、実施例 1の核形成段階で形成した、 3.0X10^_4mol/Lの核コロイド (平均粒径 15.22nm)を 26ml用い、塩化金酸四水和物 0.076g(l.8 X 10^_4mol)を溶解させた塩化金酸溶液 252mlと、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 0.092g(4.6X10"⁴mo 1)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 256mlとを用いた。上記以外の条件につ!ヽては、実施例 1の成長段階と、同様の方法を用いた。尚、塩化金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添加量は、定数 αを 1.4、 |8は 3.5として算出した。

[0044] 本実施例では、目標粒径を 50nmとして金コロイドの製造を行った。実施例

1で得られた 3.0X10^_4molZLの金コロイド（平均粒径 15.22nm)を 12mlと、塩化金酸四水和物 0.072g(l.7X10^_4mol)を溶解させた塩化金酸溶液 233ml、L —ァスコルビン酸ナトリウム 0.094g(4.7X10^_4mol)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 233mlを用いて、それ以外の条件は、実施例 1の成長段階と同様の方法で行った。使用した実施例 2の金コロイドは、核コロイドを 1回成長させたものであるため、実施例 3は成長段階を合計 2回行ったこととなる。尚、塩化金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添加量の算出に用いる定数は、 αを 1.4、 |8は 3.8とした。

[0045] 皇本実施例では、目標粒径を 60nmとして金コロイドの製造を行った。実施例 2で得られた 3.0X10^_4molZLの金コロイド（平均粒径 39.07nm)を 66.7mlと、塩化金酸四水和物 0.027g(6.5X10^_5mol)を溶解させた塩化金酸溶液 80mlと、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 0.029g(l.5X10^_4mol)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 81.3mlとを用いた。上記以外の条件については、実施例 3と同様の方法で行った。尚、塩ィ匕金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添加量の算出に用いる定数は、 αを 1.2、 |8は 2.7とした。

[0046] 実施例 5:本実施例では、目標粒径を 80nmとして金コロイドの製造を行った。実施例 2で得られた 3.0X10^_4molZLの金コロイド（平均粒径 39.07nm)を 33.3mlと、塩化金酸四水和物 0.039g(9.4X10^_5mol)を溶解させた塩化金酸溶液 118mlと、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 0. 043g (2. 2 X 10^_4mol)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 120mlとを用いた。上記以外の条件は、実施例 3と同様の方法で行った。尚、塩ィ匕金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添加量の算出に用いる定数は、 αを 1. 2、 j8は 2. 8とした。

[0047] 実施例 6 :本実施例では、目標粒径を lOOnmとして金コロイドの製造を行った。実施例 2で得られた 3. 0 X 10^_4molZLの金コロイド（平均粒径 39. 07nm)を 33. 4mlと、塩化金酸四水和物 0. 079g (l. 9 10^_411101)を溶解させた塩化金酸溶液2471111 と、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 0. 092g (4. 6 X 10^_4mol)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 25 lmlとを用いた。尚、上記以外の条件は、実施例 3と同様の方法で行った。得られた金コロイド溶液の色は、ワインレッド色であった。尚、塩化金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添カ卩量の算出に用いる定数は、ひを 1. 2、は 2. 9とした。

[0048] ^ Z:本実施例では、目標粒径を 200nmとして金コロイドの製造を行った。実施例 6で得られた 3. 0 X 10^_4molZLの金コロイド（平均粒径 99. 68nm)を 4倍濃縮したものを 17mlと、塩化金酸四水和物 0. 078g (l. 9 X 10^_4mol)を溶解させた塩化金酸溶液 62ml、 Lーァスコルビン酸ナトリウム 0. 090g (4. 5 X 10^_4mol)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 61. 6mlを用いた以外は、実施例 1の成長段階と同様の方法で行った。実施例 6の金コロイドは成長段階を 2回行ったものであるため、本実施例は成長段階を合計 3回行ったこととなる。得られた金コロイドの溶液は、ワインレッド色であった。尚、塩ィ匕金酸及び L—ァスコルビン酸ナトリウムの添カ卩量の算出に用いる定数は、 αを 1. 3、 j8は 3. 1とした。

[0049] 以上の各実施例の金コロイドについて、以下の方法で TEM写真を観察し、平均粒子径及び標準偏差を計測した。

[0050] 平均粒子径及び標準偏差（％)につ!ヽては、 TEM (日本電子株式会社製、 JEM— 2010)によって撮影した写真を用いて、写真中の 100検体を対象として粒子の大きさを計測し、その粒度分布力も算出した。結果を表 2に示す。各実施例についての T EM観察写真を、図 1及び図 2に示す。

[0051] [表 2] 成長前の目標とする

平均粒子径標準偏差平均粒子径平均粒子径

(nm) (%) (nm) (nm)

核コロイド一 15 15. 22 9. 12 実施例 1 15. 22 30 30. 53 9. 90 実施例 2 15. 22 40 39. 07 9. 62 実施例 3 15. 22 50 48. 37 4. 67 実施例 4 39. 07 60 59. 03 7. 58 実施例 5 39. 07 80 76. 69 7. 91 実施例 6 39. 07 100 99. 68 8. 77 実施例 7 99. 68 200 207. 14 5. 75

[0052] 表 2より、第一の還元剤としてクェン酸塩を用いた核コロイドの核形成段階と、第二の還元剤としてァスコルビン酸塩を用いた成長段階により形成した、実施例 1〜実施例 7の金コロイドは、目標とする平均粒子径と、ほぼ一致する平均粒子径とすることができ、すべての実施例において標準偏差が 10%以内であることが示された。また、核コロイドについても、同様に、標準偏差が 10%以内であった。また、図 1及び図 2より、各実施例によって得られた金コロイドの形状は、ほぼ真球状となっていることが観察された。

[0053] 比還元を段階的に行わず、ァスコルビン酸塩のみを還元剤として、目標粒径 40nmの金コロイドを製造した。塩化金酸四水和物 0.079g(l. 9X10^_4mol)を溶解させた塩化金酸溶液 252mlと、 Lーァスコルビン酸 0.092g(4.6ズ10_¾1₀1)を溶解させた L—ァスコルビン酸溶液 256mlとを、超純水 26mlに同時に滴下して金コロイドを形成させた。尚、上記以外の条件は、実施例 1の成長段階と同様の方法で行つた o

[0054] ^a^ffi:第一の還元剤と第二の還元剤を、どちらもクェン酸塩として、目標粒径を 4 Onmの金コロイドを製造した。核形成段階として、塩化金酸四水和物 0.0134g(3. 2X10^_5mol)と、クェン酸三ナトリウム二水和物 1. 14g(3. 9 X 10^_3mol)とを、それぞれ超純水 110mlと 100mlに溶解させて、塩ィ匕金酸溶液とクェン酸溶液を調製した。次に、 500mlの三口フラスコ内に、塩化金酸溶液を投入して、加熱還流させた。液温が安定した後、クェン酸溶液 lmlを混合して、 2分間加熱還流した。その後、加熱を停止して室温で放冷し、核コロイドを形成させた。

[0055] そして、上記方法によって形成された、 3. 0 X 10^_4molZLの核コロイド 26mlを用い、塩化金酸四水和物 0. 079g (l. 9 X 10^_4mol)を溶解させた塩化金酸溶液 252 mlと、クェン酸三ナトリウム 0. 1386g (4. 6 X 10^_4mol)を溶解させたクェン酸溶液 2 56mlとを用いた。尚、上記以外の条件は、実施例 1の成長段階と同様の方法で行つた。

[0056] 比較例 3：成長段階にぉ、て、第二の金塩を添加した後に、第二の還元剤を添加して、目標粒径 50nmの金コロイドを製造した場合について説明する。塩ィ匕金酸 1. 0 X 10^_2mol/Lを 2. 44mlと、実施例 1の核形成段階で得られた、核コロイド 2. 5 X 1 0^_4molZLを 2. 25ml混合し、超純水をカ卩えて 150mlとして、室温で撹拌を行った。その後、 L—ァスコルビン酸ナトリウム 4. 0 X 10^_4molZLを、 lOmlZminの速度で、 100ml滴下した。その後、充分に撹拌して金コロイドを形成させた。

[0057] [表 3]

[0058] 以上の結果より、還元を段階的に行わず、還元剤にァスコルビン酸塩のみを用いた比較例 1では、目標の粒子径 40nmと比べて、得られた金コロイドの平均粒子径が非常に大きぐ標準偏差もやや大きなものであることが分力つた。比較例 2は、核形成段階と成長段階の、どちらもクェン酸塩によって還元を行ったものであり、目標粒径が 4 Onmであるのに対して、得られた金コロイドの平均粒子径は小さぐ標準偏差も大きいものとなることが分力つた。また、成長段階において、第二の金塩と第二の還元剤とを同時に添カ卩して、な、比較例 3では、目標粒径の 50nmに近、金コロイドを得ることはできたものの、標準偏差が大変大きなものとなってしまうことが分力つた。 [0059] また、図 3の TEM観察写真より、比較例 1の金コロイドは、実施例と比べて形状が均一でなぐコロイドが粗大化してしまっていることが分力つた。また、比較例 2についても、コロイドが凝集して真球状となって、な、ことが示された。

産業上の利用可能性

[0060] 以上で説明したように、本発明の金コロイドの製造方法によれば、粒子径分布がシヤープであり、形状が均一な真球状の金コロイドを得ることができる。本発明は、特に、粒径 17nm以上において、使用目的に合わせた粒径の金コロイドを、標準偏差 10 %以内で得ることができる。本発明は、体外診断薬に使用するための金コロイドの製造に好適である。また、染色細胞を観察する体外診断である組織ィ匕学マーカーと呼ばれる診断においても、体外診断薬と同様の性質の金コロイドが求められており、本発明は力かる用途にも好適である。

Claims

請求の範囲金コロイドの製造方法において、第一の金塩の溶液に第一の還元剤を添加し、核コロイド粒子を形成させる核形成段前記核コロイド粒子の溶液に、第二の金塩及び第二の還元剤を添加して核コロイドを成長させる成長段階とを含み、前記成長段階は少なくとも 1回以上行うものであり、第一の還元剤にはクェン酸塩、第二の還元剤にはァスコルビン酸塩を用い、且つ、前記成長段階におけるァスコルビン酸塩の添加を第二の金塩の添加と同時に行なうことを特徴とする金コロイドの製造方法。 1回の成長段階において、第二の金塩とァスコルビン酸塩とを、それぞれ次式で示される量添加する請求項 1に記載の金コロイドの製造方法。 [数 1] 第二の金塩（g) { (N2— N X CXV/NA}XMa X α 第二の還元剤（g) { (N2-N1) X CXV/N^XMb X β ※ 式中、は、成長前の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数 N2は、成長後の粒径の金コロイド 1粒子中の総原子数 C は、核コロイド溶液 1 L中のコロイド粒子数 V は、核コロイド溶液の総量（L) NAは、ァボガドロ数（6. 02 X 1 023とする） Maは、第二の金塩の分子量 Mbは、第二の還元剤の分子量ひ、）3は、定数であって、

1. 0≤α≤ 2. 5、

2. 0≤ j3≤ 5. 7

である。

[3] 第一の金塩及び Z又は第二の金塩を、塩化金酸とする請求項 1又は請求項 2に記載の金コロイドの製造方法。

[4] 成長段階を 1回行い、コロイド粒子の平均粒子径を 17nm以上 55nm未満とする請求項 1〜請求項 3のいずれか 1項に記載の金コロイドの製造方法。

[5] 成長段階を 2回行い、コロイド粒子の平均粒子径を 55nm以上 llOnm未満とする請求項 1〜請求項 3のいずれか 1項に記載の金コロイドの製造方法。成長段階を 3回行い、コロイド粒子の平均粒子径を 1 lOnm以上 220nm以下とする請求項 1〜請求項 3のいずれか 1項に記載の金コロイドの製造方法。

請求項 1〜請求項 6のいずれか 1項に記載の金コロイドの製造方法により得られた金コロイドであつて、粒径の標準偏差が 10 %以内の金コロイド。