WO2010024412A1

WO2010024412A1 - 重合性モノマー、グラフト共重合体及び表面改質剤

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Publication number: WO2010024412A1
Application number: PCT/JP2009/065119
Authority: WO
Inventors: 大塚　英典; 真行深石; 崇石塚
Original assignee: 学校法人東京理科大学
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2010-03-04
Also published as: EP2330138A4; US20110269905A1; EP2330138A1; US8658735B2

Abstract

　本発明のグラフト共重合体は、一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー（Ａ１）と、ピリジル基を有する重合性モノマー（Ｂ１）と、からなり、Ｒ^３ａの末端の官能基を介してリガンドを結合することができる。（式中、Ｒ^１ａは、重合性基を表し、Ｒ^２ａは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ａは、末端にアジ基、フェニルアジ基、カルボキシル基、１級～４級アミノ基、アセタール基、アルデヒド基、チオール基、ジスルフィド基、活性エステル基、トリアルコキシシリル基、及び重合性基から選ばれる官能基を有する有機基を表し、ｎは、５～２００００の任意の整数を表す。）

Description

重合性モノマー、グラフト共重合体及び表面改質剤

　本発明は、重合性モノマー及びその製造方法、並びにその重合性モノマーを他の重合性モノマーと共重合させたグラフト共重合体に関する。さらに、本発明は、表面改質剤、該表面改質剤により改質された被改質体、該表面改質剤により改質されたナノ粒子の分散液、及び該表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法に関する。

　近年、材料の表面を改質することで、その付加価値を高める試みが様々な分野において広くなされている。特に、材料をナノスケールに加工した微粒子（以下、ナノ粒子という。）は、比表面積が非常に大きいため表面特性を変化させやすく、その親和性や生体内の付着性等の制御が可能であることから、触媒、色材、電子材料、光学材料、医薬品、化粧品等への応用が期待されている。

　このようなナノ粒子の中でも、金ナノ粒子は、分散した状態では表面プラズモン吸収による鮮やかなピンク色を呈し、凝集した状態ではその色調が紫色に変化するという特徴的な性質を有する。そこで、金ナノ粒子を安定して分散させるとともに、金ナノ粒子の表面を機能化することにより、バイオテクノロジー分野で利用する試みが盛んになりつつある。

　これまで、金ナノ粒子を安定に分散させる分散剤としては、Ｍｕｒｒａｙらによってチオール基を有するポリエチレングリコール（ＰＥＧ－ＳＨ）が報告されている（非特許文献１参照）。そこで、本件発明者らは、一方の末端に金表面への配位能の高いチオール基を有するとともに、他方の末端にリガンド導入用の官能基を有するポリエチレングリコール（ヘテロＰＥＧ）を開発し、報告している（非特許文献２参照）。このようなヘテロＰＥＧに抗体、オリゴＤＮＡ、糖（糖鎖）等の種々のリガンドを導入すれば、分散した金ナノ粒子の表面にリガンドが提示されることとなり、実用的な診断・分析ナノ粒子として利用できると考えられる。

　ところで、上記チオール類は単座配位子であるため、被改質体であるナノ粒子を満足のいく程度にまで安定に分散させるには、多座配位子として機能する高分子よりも粒子の表面を密に覆う必要がある。そこで、チオール基を有する重合性モノマーをグラフト化することにより多点吸着させ、安定化させることができれば好ましいとも考えられる。しかし、チオール基は反応性が高く、保護基を付けたとしても容易に脱保護され、架橋してしまうため、チオール基を有する重合性モノマーをグラフト化することは困難である。

　そこで、本発明者らが研究を行ったところ、表面改質剤の高分子構造として、一般式（Ｉ）で表される重合性モノマー（Ａ）と、一般式（ＩＩ）で表される重合性モノマー（Ｂ）とのグラフト共重合体が有用であることを見出した（非特許文献３参照）。

　しかしながら、これによれば、ピリジル基が金ナノ粒子の表面に多点配位するため、金ナノ粒子をより安定に分散させることができるが、金ナノ粒子の表面を機能化することはできなかった。

Ｗ．　Ｐｅｔｅｒ　Ｗｕｅｌｆｉｎｇ，　Ｓ．　Ｍ．　Ｇ．，　Ｄｅｏｎ　Ｔ．　Ｍｉｌｅｓ，　Ｒｏｙｃｅ　Ｗ．　Ｍｕｒｒａｙ；　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ；　１９９８；　１２０（４８）；　ｐ．１２６９６－１２６９７Ｈｉｄｅｎｏｒｉ　Ｏｔｓｕｋａ，　Ｙ．　Ａ．，　Ｙｕｋｉｏ　Ｎａｇａｓａｋｉ，　Ｋａｚｕｎｏｒｉ　Ｋａｔａｏｋａ；　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ；　２００１；　１２３（３４）；　ｐ．８２２６－８２３０Ｔｏｍｏｍｉ　Ｓａｔｏｍｉ，Ｋｏｊｉ　Ｕｅｎｏ，Ｈｉｓａｔｏｓｈｉ　Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｊｕｎｚｏ　Ｔａｎａｋａ，Ｙｏｓｈｉｎｏｒｉ　Ｍｉｔａｍｕｒａ，Ｔｅｔｓｕｙａ　Ｔａｔｅｉｓｈｉ，ａｎｄ　Ｈｉｄｅｎｏｒｉ　Ｏｔｓｕｋａ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ．６、１７９２－１７９６、２００６

　本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、改質対象となる材料の表面に多点配位し、かつ、該表面を機能化することが可能なグラフト共重合体に用いられる重合性モノマー及びその製造方法、並びにその重合性モノマーを他の重合性モノマーと共重合させたグラフト共重合体を提供することを目的とする。
　また、本発明は、改質対象に対して高い親和性を示し、改質対象の表面に吸着することで、改質対象を溶媒中で安定に分散させることができる表面改質剤、該表面改質剤により改質された被改質体、該表面改質剤により改質されたナノ粒子の分散液、及び該表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、以下のような本発明を完成するに至った。

　［１］一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー。

（式中、Ｒ^１ａは、重合性基を表し、Ｒ^２ａは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ａは、末端にアジ基、フェニルアジ基、カルボキシル基、１級～４級アミノ基、アセタール基、アルデヒド基、チオール基、ジスルフィド基、活性エステル基、トリアルコキシシリル基、及び重合性基から選ばれる官能基を有する有機基を表し、ｎは、５～２００００の任意の整数を表す。）

　［２］前記Ｒ^１ａが一般式（ＩＶ）で表される基である［１］に記載の重合性モノマー。

（式中、Ｒ^４ａは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表す。）

　［３］質量平均分子量が２００～８００００である［１］又は［２］に記載の重合性モノマー。

　［４］下記の（ａ）～（ｅ）の工程を順次行う、式（８）で表される重合性モノマーの製造方法。
（ａ）式（１）で表されるエチレングリコールの一方の末端の水酸基をテトラヒドロピラニル基で保護し、式（２）で表される化合物を得る第１の工程。

（ｂ）式（２）で表される化合物とエチレンオキシドとを反応させ、式（３）で表される化合物を得る第２の工程。

（式中、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）
（ｃ）式（３）で表される化合物と式（４）で表される化合物とを反応させ、式（５）で表される化合物を得る第３の工程。

（式中、Ｒ^１は、炭素数１～１０のアルキレン基を表し、Ｍｓはメシル基を表す。）
（ｄ）式（５）で表される化合物のテトラヒドロピラニル基を脱保護し、式（６）で表される化合物を得る第４の工程。

（ｅ）式（６）で表される化合物と式（７）で表される化合物とを反応させ、式（８）で表される化合物を得る第５の工程。

（式中、Ｒ^２は、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表す。）

　［５］一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー（Ａ１）と、ピリジル基を有する重合性モノマー（Ｂ１）と、のグラフト共重合体。

　［６］前記重合性モノマー（Ｂ１）が、一般式（Ｖ）で表される［５］に記載のグラフト共重合体。

（式中、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表し、Ｒ^２ｂは、炭素数１～７のアルキレン基を表す。）

　［７］前記重合性モノマー（Ａ１）と前記重合性モノマー（Ｂ１）とのモル比が、１：９９～９９：１である［５］又は［６］に記載のグラフト共重合体。

　［８］一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３ａの末端の官能基を介してリガンドが結合した［５］～［７］のいずれかに記載のグラフト共重合体。

　［９］［５］～［８］のいずれかに記載のグラフト共重合体が表面に吸着して改質された被改質体。

　［１０］［５］～［８］のいずれかに記載のグラフト共重合体が吸着して表面改質されたナノ粒子の分散液。

　［１１］［５］～［８］のいずれかに記載のグラフト共重合体から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法。

　［１２］一般式（ＶＩ）で表される基を有する重合性モノマー（Ａ２）と、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造を有する重合性モノマー（Ｂ２）と、のグラフト共重合体からなる表面改質剤。

（式中、Ｒ^ａは、炭素数２～７のアルキレン基を表し、Ｒ^ｂは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）

　［１３］前記重合性モノマー（Ａ２）が、一般式（ＶＩＩＩ）で表される［１２］に記載の表面改質剤。

（式中、Ｒ^１ａは、炭素数２～７のアルキレン基を表し、Ｒ^２ａは、水素原子又はメチル基を表す。）

　［１４］前記重合性モノマー（Ｂ２）が、一般式（ＩＸ）で表される［１２］又は［１３］に記載の表面改質剤。

（式中、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表し、Ｒ^２ｂは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ｂは、水素原子又はメチル基を表し、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）

　［１５］前記重合性モノマー（Ｂ２）の質量平均分子量が、２００～８００００である［１２］～［１４］のいずれかに記載の表面改質剤。

　［１６］前記重合性モノマー（Ａ２）と前記重合性モノマー（Ｂ２）とのモル比が、１：９９～９９：１である［１２］～［１５］のいずれかに記載の表面改質剤。

　［１７］［１２］～［１６］のいずれかに記載の表面改質剤が表面に吸着して改質された被改質体。

　［１８］［１２］～［１６］のいずれかに記載の表面改質剤が吸着して表面改質されたナノ粒子の分散液。

　［１９］［１２］～［１６］のいずれかに記載の表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法。

　本発明の重合性モノマーは、一方の末端に重合性基を有するとともに、他方の末端にリガンド導入が可能なアジ基等の官能基を有する。したがって、この重合性モノマーとピリジル基を有する重合性モノマーとのグラフト共重合体を合成することで、改質対象となる材料の表面に多点配位し、かつ、該表面を機能化することが可能なグラフト共重合体を得ることができる。
　また、本発明の表面改質剤によれば、一般式（ＶＩ）で表される基を有する重合性モノマー（Ａ２）を有するため、ピリジル基を介して改質対象に吸着することができる。ピリジル基は、様々な改質対象に親和性を示すため、表面改質剤として汎用性を有する。また、本発明の表面改質剤では、一般式（ＶＩ）のＲ^ａが、炭素数２～７のアルキレン基であるため、小さくて安定した粒径の粒子を得ることができる。さらに、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造を有する重合性モノマー（Ｂ２）を有するため、被改質体を溶媒中で安定に分散させることができる。
　さらに、本発明のナノ粒子の製造方法によれば、本発明の表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするため、凝集することなく、小さくて安定した粒径のナノ粒子を得ることができる。

本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの表面張力（ｍ＝１とｍ＝３）を示す図である。本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの粒径分布を示す図（（Ａ）ｍ＝１，（Ｂ）ｍ＝３）である。本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの透過型電子顕微像を示す図（（Ａ）ｍ＝１，（Ｂ）ｍ＝３）である。本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの表面張力を示す図（ｍ＝３，（Ａ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝１０．３％，（Ｂ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝２３．２％，（Ｃ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝５８．５％）である。本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの粒径分布を示す図（ｍ＝３，（Ａ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝１０．３％，（Ｂ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝２３．２％，（Ｃ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝５８．５％）である。本発明の金ナノ粒子の分散液の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。本発明の金ナノ粒子の粒径分布を示す図（ｍ＝３，ＰＥＧ／Ｐｙ＝２３．２％）である。本発明の金ナノ粒子の透過型電子顕微像（ｍ＝３，ＰＥＧ／Ｐｙ＝２３．２％）を示す図である。本発明の金ナノ粒子の分散安定性（高イオン強度条件下）を示す図である。本発明の金ナノ粒子の分散安定性（酸化しやすい条件下）を示す図である。本発明の表面改質剤を用いて形成した高分子ミセルの粒径分布を示す図（ｍ＝５，（Ａ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝１２．１％，（Ｂ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝２５．２％，（Ｃ）ＰＥＧ／Ｐｙ＝５１．５％）である。本発明の金ナノ粒子の粒径分布を示す図（ｍ＝５，ＰＥＧ／Ｐｙ＝２５．２％）である。本発明の金ナノ粒子の透過型電子顕微像（ｍ＝５，ＰＥＧ／Ｐｙ＝２５．２％）を示す図である。本発明の金ナノ粒子の分散安定性（高イオン強度条件下）を示す図である。本発明の金ナノ粒子の分散安定性（酸化しやすい条件下）を示す図である。本発明のグラフト共重合体の選択凝集性を示す図（透過型電子顕微鏡画像）である。本発明のグラフト共重合体の糖認識性を示す図（ＵＶスペクトル）である。本発明のグラフト共重合体の凝集性を示す図（ＵＶスペクトル）である。

　以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、詳細に説明する。

　［表面改質剤］
　本発明の表面改質剤は、一般式（ＶＩ）で表される基を有する重合性モノマー（Ａ２）と、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造を有する重合性モノマー（Ｂ２）と、のグラフト共重合体からなる。

　［重合性モノマー（Ａ２）］
　重合性モノマー（Ａ２）は、上記一般式（ＶＩ）で表される基を有する重合可能なモノマーである。Ｒ^ａは、炭素数２～７のアルキレン基であることを特徴とし、炭素数３～５のアルキレン基であることが好ましい。本発明の表面改質剤では、アルキレン基の炭素数を変えることで、改質対象であるナノ粒子間の疎水的凝集力を制御することができる。アルキレン基の炭素数を上記範囲とすることで、小さくて安定した粒径の粒子を得ることができる。

　重合性モノマー（Ａ２）は、重合可能なモノマーであり、その構造中に重合性基を有する必要があるが、その種類は特に限定されず、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等であってもよい。この重合性基を介して、後述の重合性モノマー（Ｂ２）と重合することができる。

　本発明の表面改質剤では、重合性モノマー（Ａ２）が、一般式（ＶＩＩＩ）で表されることが好ましい。

　ここで、Ｒ^１ａは、炭素数２～７のアルキレン基であり、炭素数３～５のアルキレン基であることが好ましい。また、Ｒ^２ａは、水素原子又はメチル基である。

　［重合性モノマー（Ｂ２）］
　重合性モノマー（Ｂ２）は、上記一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造を有する重合可能なモノマーである。Ｒ^ｂは、炭素数２～５のアルキレン基であることを特徴とし、炭素数２～３であることが好ましい。アルキレン基の炭素数を上記範囲とすることで、分子の親水性と柔軟性とが高まる。また、ｎは、５～２０００の任意の整数であることを特徴とし、１０～５００であることが好ましい。ｎを上記範囲とすることで、親水性と柔軟性とが高まる。上記一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造の単位としては、特に限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等が挙げられる。

　重合性モノマー（Ｂ２）は、重合可能なモノマーであり、その構造中に重合性基を有する必要があるが、官能基の種類は特に限定されず、例えば、ビニル基、アリル基、スチリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基等であってもよい。この重合性基を介して、上述の重合性モノマー（Ａ２）と重合することができる。

　本発明の表面改質剤では、重合性モノマー（Ｂ２）が、一般式（ＩＸ）で表されることが好ましい。

　ここで、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基であり、炭素数２～５のアルキル基であることが好ましい。Ｒ^２ｂは、炭素数２～５のアルキレン基であり、Ｒ^３ｂは、水素原子又はメチル基である。また、ｎは、５～２０００の任意の整数であることを特徴とし、１０～５００であることが好ましい。

　［グラフト共重合体の合成方法］
　本発明の表面改質剤は、重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）とのグラフト共重合体からなる。本発明の表面改質剤では、重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）とのグラフト共重合に用いる重合開始剤は、特に限定されず、例えば、２，２’－アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）等のアゾ系重合開始剤、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の硫酸塩系重合開始剤、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。

　重合開始剤の好適な使用量は、重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）との合計量に対して、０．１～１０質量％である。また、グラフト共重合体の分子量を調整するために、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、２－プロパンチオール、１－ブタンチオール等の連鎖移動剤を添加してもよい。

　重合時間は、温度や所望の最終生成物の性質に依存するが、好ましくは３０～９０℃、より好ましくは５０～７０℃で、１～４８時間である。

　本発明の表面改質剤では、グラフト共重合体の質量平均分子量（ＧＰＣによる測定）が、１０００～５０００００であることが好ましく、２０００～１０００００であることがより好ましい。なお、上記範囲とすることで、改質対象に界面安定性を付与することができる。

　本発明の表面改質剤では、重合性モノマー（Ｂ２）の質量平均分子量（ＧＰＣによる測定）が、２００～８００００であることが好ましく、５００～２００００であることがより好ましい。重合性モノマー（Ｂ２）の分子量を変化させることで、ナノ粒子の溶媒中での分散安定性を制御することができる。なお、上記範囲とすることで、ナノ粒子を溶媒中で安定に分散させることができる。

　本発明の表面改質剤では、グラフト共重合体における重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）とのモル比が、１：９９～９９：１であることが好ましく、１０：９０～９０：１０であることがより好ましい。重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）とのモル比を変化させることで、親疎水バランスを制御することができる。なお、上記範囲とすることで、本発明の表面改質剤を改質対象の表面に安定に吸着させることができ、また、表面を改質された被改質体を溶媒中で安定に分散させることができる。

　［被改質体］
　本発明の被改質体は、本発明の表面改質剤が表面に吸着して改質されたものである。本発明の表面改質剤は、塩基性官能基であるピリジル基が改質対象の表面に吸着することで、機能する。したがって、本発明の被改質体は、塩基性官能基であるピリジル基が吸着しやすい酸性表面であることが好ましい。酸性表面であれば、その種類や形態は限定されない。例えば、シリカ、アルミナ等の金属酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム等の金属塩、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素素材、ガラスファイバー、カーボンファイバー等の無機繊維素材、金、銀、鉄、銅等の金属、半金属酸化物、半導体等が挙げられる。

　本発明の被改質体は、本発明の表面改質剤が表面に吸着して改質されたものであるので、被改質体が、例えば、生体内において使用する医療器具等である場合には、タンパク質等の吸着を抑制する。

　本発明の被改質体では、表面改質剤で被覆される範囲は、表面の一部であっても、全部であってもよい。被覆の方法は、特に限定されないが、例えば、吸着法、ディップコート法等が挙げられる。

　［ナノ粒子の分散液］
　本発明の分散液は、本発明の表面改質剤によって表面改質されたナノ粒子が分散した溶液である。本発明の分散液に分散されるナノ粒子の種類は、特に限定されず、例えば、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素素材、金、銀、鉄、銅等の金属、半導体、無機酸化物等が挙げられる。金属の場合には、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト等の遷移金属が好ましい。また、該金属種は、１種類であっても、２種類以上であってもよい。還元反応の容易さや取り扱いの容易さの面から、金、銀、白金がさらに好ましい。

　本発明の分散液におけるナノ粒子の含有量は、特に限定されないが、少ないと有用性を発揮することができず、多いとコロイド溶液の流動性が低下するので、この点を考慮しつつ、目的に応じて適宜調整するとよい。

　ナノ粒子の粒径は、特に限定されないが、より高い分散安定性を有するためには、２～２００ｎｍが好ましく、１０～１００ｎｍがより好ましい。本発明の分散液では、溶媒は、特に限定されず、水であっても、有機溶媒であってもよい。また、本発明の分散液に分散しているナノ粒子は、本発明の表面改質剤によって表面改質されているので、例えば、酸化しやすい条件や高イオン強度条件であっても、安定に分散することができる。

　［ナノ粒子の製造方法］
　本発明のナノ粒子の製造方法は、本発明の表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とする。例えば、金属ナノ粒子の場合、本発明の表面改質剤を分散した溶媒中に、金属の塩又は金属のイオン溶液を加え、金属イオンを還元することで製造することができる。

　本発明のナノ粒子の製造方法では、溶媒は、特に限定されないが、水、メタノール、エタノール、２－プロパノール、ＤＭＳＯ、トルエン等が、温和に還元させることができる点において好ましい。

　［重合性モノマー（Ａ１）］
　本発明の重合性モノマー（Ａ１）は、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるものである。

　上記一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ^１ａは、重合性基を表す。重合性基としては、特に限定されるものではないが、例えば下記一般式（ＩＶ）で表される基、ビニル基、アリル基、スチリル基、ビニルフェニルアルコキシ基等が挙げられる。

　これらの中でも、上記一般式（ＩＶ）で表される基が好ましく、Ｒ^４ａが水素原子又はメチル基である（メタ）アクリロイル基が好ましい。重合性モノマー（Ａ１）は、この重合性基を介して、他の重合性モノマーと共重合することができる。

　Ｒ^２ａは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、エチレン基又はプロピレン基であることが好ましい。
　ｎは、５～２０００の任意の整数を表し、１０～５００であることが好ましい。改質対象としてナノ粒子を用いる場合、このｎの数を変化させることにより、ナノ粒子の溶媒中における分散安定性を制御することができる。
　Ｒ^３ａは、末端にアジ基、フェニルアジ基、カルボキシル基、１級～４級アミノ基、アセタール基、アルデヒド基、チオール基、ジスルフィド基、活性エステル基、トリアルコキシシリル基、及び重合性基から選ばれる官能基を有する有機基を表す。この有機基は、アジ基等の官能基を有していればよく、特に限定されないが、例えば末端にアジ基等を有するアルキル基等が挙げられる。重合性モノマー（Ａ１）は、この末端の官能基を介して、リガンドを導入することができる。

　本発明の重合性モノマー（Ａ１）は、質量平均分子量（ＧＰＣによる測定）が２００～８００００であることが好ましく、５００～２００００であることがより好ましい。重合性モノマー（Ａ１）の質量平均分子量を上記範囲とすることで、改質対象としてナノ粒子を用いた場合であっても、溶媒中でより安定に分散させることができる。

　［重合性モノマー（Ａ１）の合成方法］
　上記一般式（ＩＩＩ）で表される本発明の重合性モノマー（Ａ１）のうち、Ｒ^１ａが上記一般式（ＩＶ）で表される基であり、Ｒ^２ａがエチレン基であり、Ｒ^３ａが末端にアジ基を有するアルキル基であるものは、例えば下記の（ａ）～（ｅ）の工程を順次行うことにより製造することができる。

　（ａ）まず、下記式（１）で表されるエチレングリコールの一方の末端の水酸基をテトラヒドロピラニル基（ＴＨＰ基）で保護し、下記式（２）で表される化合物を得る。

　（ｂ）次に、式（２）で表される化合物とエチレンオキシドとを反応させ、式（３）で表される化合物を得る。

（式中、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）

　（ｃ）次に、式（３）で表される化合物と式（４）で表される化合物とを反応させ、式（５）で表される化合物を得る。

（式中、Ｒ^１は、炭素数１～１０のアルキレン基を表し、Ｍｓはメシル基を表す。）

　（ｄ）次に、式（５）で表される化合物のテトラヒドロピラニル基を脱保護し、式（６）で表される化合物を得る。

　（ｅ）最後に、式（６）で表される化合物と式（７）で表される化合物とを反応させ、式（８）で表される化合物を得る。

（式中、Ｒ^２は、炭素数１～１０のアルキル基を表す。）

　［グラフト共重合体］
　本発明のグラフト共重合体は、上記一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー（Ａ１）と、ピリジル基を有する重合性モノマー（Ｂ１）と、をグラフト共重合させたものである。重合性モノマー（Ａ１）についての説明は省略する。

　［重合性モノマー（Ｂ１）］
　重合性モノマー（Ｂ１）は、重合性基を有する。重合性基としては、特に限定されるものではないが、例えば、重合性モノマー（Ａ１）と同様の基が挙げられる。

　重合性モノマー（Ｂ１）は、一般式（Ｖ）で表されることが好ましい。

　ここで、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基であり、水素基又はメチル基であることが好ましい。Ｒ^２ｂは、炭素数１～７のアルキレン基であり、炭素数２～７のアルキレン基であることが好ましく、炭素数３～５のアルキレン基であることがさらに好ましい。

　［グラフト共重合体の合成方法］
　本発明のグラフト共重合体は、重合性モノマー（Ａ１）と重合性モノマー（Ｂ１）とからなる。重合性モノマー（Ａ１）と重合性モノマー（Ｂ１）とのグラフト共重合に用いる重合開始剤は、特に限定されず、例えば、２，２’－アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス（２－メチルブチロニトリル）等のアゾ系重合開始剤、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の硫酸塩系重合開始剤、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。

　重合開始剤の好適な使用量は、重合性モノマー（Ａ１）と重合性モノマー（Ｂ１）との合計量に対して、０．１～１０質量％である。また、グラフト共重合体の分子量を調整するために、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、２－プロパンチオール、１－ブタンチオール等の連鎖移動剤を添加してもよい。

　グラフト共重合体の質量平均分子量（ＧＰＣによる測定）は、１０００～５０００００であることが好ましく、２０００～１０００００であることがより好ましい。なお、上記範囲とすることで、改質対象に界面安定性を付与することができる。

　本発明のグラフト共重合体は、重合性モノマー（Ａ１）と重合性モノマー（Ｂ１）とのモル比が、１：９９～９９：１であることが好ましく、１０：９０～９０：１０であることがより好ましい。重合性モノマー（Ａ１）と重合性モノマー（Ｂ１）とのモル比を変化させることで、親疎水バランスを制御することができる。なお、上記範囲とすることで、改質対象となる材料の表面に安定に吸着させることができ、また、表面を改質された被改質体を溶媒中で安定に分散させることができる。

　［グラフト共重合体の機能化］
　本発明のグラフト共重合体は、上記一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３ａの末端の官能基を介してリガンドを結合させることができる。リガンドとしては、各種糖（糖鎖）、抗体、ペプチド、オリゴＤＮＡ等が挙げられる。リガンドを結合させることにより、グラフト共重合体に種々の機能を付加することができる。

　機能化は、上記一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３ａの末端の官能基とリガンドとを反応させることにより行ってもよいし、リガンドに他の官能基を導入させた上で、該末端の官能基と反応させることにより行ってもよい。例えば、リガンドがラクトースの場合には、ラクトースにあらかじめアルキン基を導入した上で、グラフト共重合体が有する該末端の官能基と反応させる。

　［機能化されたグラフト共重合体を用いた表面改質］
　本発明のグラフト共重合体は、塩基性官能基であるピリジル基が改質対象である材料（被改質体）の表面に、多点配位により吸着する。この多点配位により、被改質体に安定に吸着することができる。被改質体は、塩基性官能基であるピリジル基が吸着しやすい酸性表面を有することが好ましい。酸性表面であれば、その種類や形態は限定されない。
　被改質体としては、例えば、センサー、診断粒子、生体分子の分離基材、細胞培養基材等が挙げられる。
　種類としては、例えば、シリカ、アルミナ等の金属酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム等の金属塩、カーボンブラック、メソポーラスカーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素素材、ガラスファイバー、カーボンファイバー等の無機繊維素材、金、銀、鉄、銅等の金属、半金属酸化物、半導体等が挙げられる。なお、金属の場合には、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、白金、コバルト等の遷移金属が好ましい。また、該金属種は、１種類であっても、２種類以上であってもよい。還元反応の容易さや取り扱いの容易さの面から、金、銀、白金がさらに好ましい。
　形態としては、基材やナノ粒子等が挙げられる。改質対象がナノ粒子である場合には、溶媒中に安定に分散させることができる。なお、溶媒は、水であっても、有機溶媒であってもよく、酸化しやすい条件や高イオン強度条件であってもよい。

　本発明のグラフト共重合体を改質対象である材料の表面に吸着させる方法は、特に限定されないが、例えば、吸着法、ディップコート法等が挙げられる。

　本発明のグラフト共重合体は、上記のように改質対象に安定に吸着することができる。したがって、例えば、ナノ粒子を改質対象とし、感染症やガンの標的細胞や組織を認識する機能を有する糖鎖や抗体をリガンドとして結合させたグラフト共重合体は、診断用の細胞・組織センシングプローブやアクティブ・ターゲティング・ドラックデリバリーシステム（能動的・標的指向性ＤＤＳ）に好適に利用することができる。

　以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

　［グラフト共重合体の合成］
　以下の反応スキームに示すように、重合性モノマー（Ａ２）と重合性モノマー（Ｂ２）とを共重合させて、グラフト共重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）を合成した。

　＜重合性モノマー（Ａ２）の合成＞
　（合成例１）アルキレン基の炭素数が１の場合：ｍ＝１
　４－ピリジンメタノール（アルドリッチ社製）５．４５ｇ（５０ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸（アルドリッチ社製）４．７３ｇ（５５ｍｍｏｌ）と、４－（１－ピロリジニル）ピリジン（アルドリッチ社製）７４０ｍｇ（５ｍｍｏｌ）と、を無水ジクロロメタン（ＷＡＫＯ社製）１００ｍｌに溶解後、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（アルドリッチ社製）１１．３ｇ（５５ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間反応させた。ろ過により、不溶性尿素を除去後、減圧下で溶媒を除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（ＷＡＫＯ社製）、溶媒：ヘキサン／酢酸エチル）により、精製し、無色の油８．１ｇ（４６ｍｍｏｌ）を得た（収率９１％）。

　（合成例２）アルキレン基の炭素数が３の場合：ｍ＝３
　４－ピリジンプロパノール（アルドリッチ社製）６．８５ｇ（５０ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸４．７３ｇ（５５ｍｍｏｌ）と、４－（１－ピロリジニル）ピリジン７４０ｍｇ（５ｍｍｏｌ）と、を無水ジクロロメタン１００ｍｌに溶解後、ＤＣＣ１１．３ｇ（５５ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間反応させた。ろ過により、不溶性尿素を除去後、減圧下で溶媒を除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（ＷＡＫＯ社製）、溶媒：ヘキサン／酢酸エチル）により、精製し、無色の油８．５１２４ｇ（４１．４ｍｍｏｌ）を得た（収率８２．８）。

　（合成例３）アルキレン基の炭素数が５の場合：ｍ＝５
　４－ペンテン－１－オール３００ｍｇ（３．４８３ｍｍｏｌ）に、テトラヒドロフラン（アルドリッチ社製）１５ｍｌに溶解した９－ボラビシクロ［３．３．１］ノナン（９－ＢＢＮ）を加え、２５℃で２４時間反応させた。その後、水／ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（２：８）に溶解した４－ブロモピリジン塩酸塩（アルドリッチ社製）と、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（アルドリッチ社製）と、炭酸カリウム（アルドリッチ社製）と、を１：１．２：０．２当量比で加え、７０℃で６時間反応させた。減圧下で溶媒を除去した後、残渣を酢酸エチルで希釈しセライト濾過を行った。カラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（アルドリッチ社製）、溶媒：酢酸エチル／ヘキサン）により、精製し、ピリジンペンタノールを２０３ｍｇ得た（収率４８％）。反応スキームを以下に示す。

　上記反応により得られたピリジンペンタノール１１０ｍｇ（０．６６６ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸（ピリジンペンタノールに対して３等量）と、トリエチルアミン（ピリジンペンタノールに対して３等量）と、を無水ジクロロメタン９ｍｌに溶解後、ＤＣＣ（ピリジンペンタノールに対して３等量）を加え、室温で１時間反応させた。ろ過により、不溶性尿素を除去後、減圧下で溶媒を除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（アルドリッチ社製）、溶媒：ヘキサン／酢酸エチル）により、精製し、無色の油６４ｍｇを得た（収率３１％）。

　＜グラフト共重合体の合成＞
　（合成例４）合成例１にて得られた重合性モノマー（Ａ２）の場合
　合成例１にて得られた１，４－ピリジンメタノール－メタクリレート１７７ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）と、α－メチル－ω－メタクリロイル－ポリエチレングリコール（アルドリッチ社製）６２４ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）と、１，４－ピリジンメタノール－メタクリレートに対して１質量％の２，２’－アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）（ＷＡＫＯ社製）と、ＤＭＦ８ｍｌに溶解後、凍結脱気を３回繰り返し、６０℃で２４時間反応させた。その反応液を、ＤＭＦに対して２０倍量の再沈殿溶媒（イソプロピルアルコール（ＷＡＫＯ社製）／ジエチルエーテル（アルドリッチ社製）＝体積比１／２０）に滴下し、数分撹拌した。その後、遠心分離、凍結乾燥を経て、白色粉末４０１ｍｇ（５．１μｍｏｌ）を得た（収率５０％）。

　（合成例５）合成例２にて得られた重合性モノマー（Ａ２）の場合
　合成例２にて得られた４－ピリジンプロパノール－メタクリレート２０５ｍｇ（１０ｍｍｏｌ）と、α－メチル－ω－メタクリロイル－ポリエチレングリコール２０８ｍｇ，６２４ｍｇ，１２４８ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ，０．３ｍｍｏｌ，０．６ｍｍｏｌ）と、４－ピリジンプロパノール－メタクリレートに対して１質量％のＡＩＢＮと、ＤＭＦを（４ｍｌ，８ｍｌ，１４ｍｌ）に溶解後、凍結脱気を３回繰り返し、６０℃で２４時間反応させた。その反応液を、ＤＭＦに対して２０倍量の再沈殿溶媒（イソプロピルアルコール（ＷＡＫＯ社製）／ジエチルエーテル（アルドリッチ社製）＝体積比１／２０）に滴下し、数分撹拌した。その後、遠心分離、凍結乾燥を経て、白色粉末２０２ｍｇ，４８９ｍｇ，８２８ｍｇ（１．８μｍｏｌ，４．１μｍｏｌ，１２．８μｍｏｌ）を得た（収率４９％，５９％，５７％）。

　（合成例６）合成例３にて得られた重合性モノマー（Ａ２）の場合
　合成例３にて得られた４－ピリジンペンタノール－メタクリレート２０５ｍｇ（１０ｍｍｏｌ）と、α－メチル－ω－メタクリロイル－ポリエチレングリコール２０８ｍｇ，６２４ｍｇ，１２４８ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ，０．３ｍｍｏｌ，０．６ｍｍｏｌ）と、４－ピリジンペンタノール－メタクリレートに対して１質量％のＡＩＢＮと、ＤＭＦを（４ｍｌ，８ｍｌ，１４ｍｌ）ｍｌに溶解後、凍結脱気を３回繰り返し、６０℃で２４時間反応させた。その反応液を、ＤＭＦに対して２０倍量の再沈殿溶媒（イソプロピルアルコール（ＷＡＫＯ社製）／ジエチルエーテル（アルドリッチ社製）＝体積比１／２０）に滴下し、数分撹拌した。その後、遠心分離、凍結乾燥を経て、白色粉末２２０ｍｇ，４１１ｍｇ，９２８ｍｇを得た（収率５２％，４１％，５５％）。

　＜比較対照品の合成＞
　（合成例７）鎖末端にピリジル基を有するポリエチレングリコール（Ｐｙ－ＰＥＧ－ＭｅＯ）
　α－メチル－ω－メチル（４－ピリジルメチル－カルボキシレート）－ポリエチレングリコール１．１４ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）と、４－ピリジンメタノール１０９ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）と、４－（１－ピロリジニル）ピリジン１５ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）と、を無水ジクロロメタン２０ｍｌに溶解後、ＤＣＣ１１３ｍｇ（０．５５ｍｍｏｌ）を加え、室温で２４時間反応させた。ろ過により、不溶性尿素を除去後、減圧下で溶媒を除去した。残渣に、５ｍｌの２－プロパノールを滴下し、数分撹拌した。沈殿物を遠心分離した後、凍結乾燥を経て、白色粉末６９７ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を得た（収率６８％）。

　合成したグラフト共重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）の種類、一般式（ＶＩ）で表される重合性モノマー（Ａ２）のＲ^ａのアルキレン基の炭素数（ｍ）、エチレンオキシド単位の繰り返し数（ｎ）、Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧの数平均分子量（Ｍｎ）、Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧの分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とピリジン（Ｐｙ）との共重合比率（ＰＥＧ／Ｐｙ）を表１に示す。なお、分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。

　［表面張力の測定］
　＜ｍ＝１とｍ＝３との比較＞
　一般式（ＶＩ）で表される重合性モノマー（Ａ２）のＲ^ａのアルキレン基の炭素数（ｍ）が１であるＰｙ（１）－ｇ（１９．７％）－ＰＥＧと、３であるＰｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧと、を用いて高分子ミセルを形成し、それらの表面張力を測定した。Ｐｙ（１）－ｇ（１９．７％）－ＰＥＧと、３であるＰｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧと、をＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）に溶解し、透析膜（分画分子量約１００００）に入れ、ＤＭＡに対して３００倍量の水に対して４日間透析を行うことで、ミセルを形成させた。

　図１及び表２に示すように、表面張力（γ_ｃｍｃ）、臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）ともに、ｍ＝３の方がｍ＝１よりも低値を示し、表面配向性が良好であった。これは、ｍ＝３の方が、ｍ＝１よりも疎水凝集力が増大するためと考えられる。

　［粒径の測定］
　＜ｍ＝１とｍ＝３との比較＞
　Ｐｙ（１）－ｇ（１９．７％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧと、を用いて高分子ミセルを形成し、これらの粒径をダイナミック光散乱光度計（ＤＬＳ）（ＤＬＳ－７０００、大塚電子社製）、及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（ＨＩＴＡＣＨＩ　Ｈ―９５００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製）により測定した。ミセルの形成方法は、上述の方法と同様である。ＤＬＳによる測定結果を図２（（Ａ）ｍ＝１，（Ｂ）ｍ＝３）に、ＴＥＭによる測定結果を図３（（Ａ）ｍ＝１，（Ｂ）ｍ＝３）に示す。

　図２に示すように、ｍ＝３（平均粒径：２４．６±４．６ｎｍ）の方が、ｍ＝１（平均粒径：１０７．９±２１．４ｎｍ）よりも、ミセルの粒径が小さく、大きさがより均一であった。また、ｍ＝３では、均一なミセルが形成されていることが確認できた（図３を参照）。ｍ＝３では、より疎水凝集力が増大するため、ミセルの凝集力が安定すると考えられる。

　［表面張力の測定］
　＜ＰＥＧ／Ｐｙの比較＞
　ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とピリジン（Ｐｙ）との共重合比率（ＰＥＧ／Ｐｙ）を変化させ、Ｐｙ（３）－ｇ（１０．３％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（３）－ｇ（５８．５％）－ＰＥＧと、を合成した。これらを用いて形成した高分子ミセルの表面張力を測定した。ミセルの形成方法は、上述の方法と同様である。結果を表３及び図４に示す。

　表３及び図４に示すように、ＰＥＧ／Ｐｙが２３．２％のときが最も表面張力（γ_ｃｍｃ）、臨界ミセル濃度（ｃｍｃ）が低値を示し、表面配向性が良好であった。

　［粒径の測定］
　＜ＰＥＧ／Ｐｙの比較：ｍ＝３＞
　Ｐｙ（３）－ｇ（１０．３％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（３）－ｇ（５８．５％）－ＰＥＧと、を用いて高分子ミセルを形成し、これらの粒径をＤＬＳにより測定した。ミセルの形成方法は、上述の方法と同様である。ＤＬＳによる測定結果を図５（（Ａ）１０．３％，（Ｂ）２３．２％，（Ｃ）５８．５％）に示す。

　図５に示すように、ＰＥＧ／Ｐｙに関係なく、いずれのミセルも粒径２０ｎｍ程度の均一な粒子を形成した。

　［金ナノ粒子の調製］
　Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて形成した高分子ミセルの疎水性コアをナノ反応場として利用し、金ナノ粒子の調製を行った。
　Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて形成した高分子ミセル溶液（０．２ｍｇ／ｍｌ、３ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。

　［金ナノ粒子の分散液の紫外可視吸収スペクトル測定］
　上述の方法により得られた金ナノ粒子の分散液の紫外可視吸収スペクトルを（紫外可視球光分光光度計Ａｇｉｌｅｎｔ　８４５３Ａ　Ｄｉｏｄ　Ａｒｒａｙ、Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて測定した。その結果を図６に示す。その結果、金ナノ粒子に由来する５４０ｎｍのピークを確認した。

　［金ナノ粒子の粒径の測定］
　上述の方法により得られた金ナノ粒子の粒径をＤＬＳ及びＴＥＭにより測定した。ＤＬＳによる測定結果を図７に、ＴＥＭによる測定結果を図８に示す。その結果、平均粒径８．８±０．９ｎｍの比較的単分散の金ナノ粒子が生成していることを確認した。

　［金ナノ粒子の分散安定性の評価］
　＜高イオン強度条件下＞
　合成例４，５，７の方法により合成された各種表面改質剤、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ（商品名：プルロニック）、及びＳＨ－ＰＥＧ－ＭｅＯ（日本油脂社製、Ｎｏ．４Ｅ４Ｅ０Ｆ０２）を用いて形成した高分子ミセル溶液（０．２ｍｇ／ｍｌ、３ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。次いで、反応後の溶液に、塩化ナトリウム（ＷＡＫＯ社製）を１ｍｇ／ｍｌになるように加え、試験溶液を得た。これら試験溶液について、金ナノ粒子の最大吸収波長（５４０ｎｍ）における吸光度を経時的に測定することで、金ナノ粒子の分散安定性を評価した。結果を図９に示す。

　本発明の表面改質剤であるＰｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子は、高イオン強度条件下において、１ヶ月間安定であった。比較対照のＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯやＳＨ－ＰＥＧ－ＭｅＯ（チオール化したポリエチレングリコール）といった代表的な表面改質剤を用いて調製した金ナノ粒子よりも優れた分散安定性を示した。また、Ｐｙ（１）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子と比較しても安定であった。

　［金ナノ粒子の分散安定性の評価］
　＜酸化しやすい条件下＞
　合成例４，５，７の方法により合成された各種表面改質剤、ＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯ（商品名：プルロニック）、及びＳＨ－ＰＥＧ－ＭｅＯ（日本油脂社製、Ｎｏ．４Ｅ４Ｅ０Ｆ０２）を用いて形成した高分子ミセル溶液（０．２ｍｇ／ｍｌ、３ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。次いで、反応後の溶液に、酸素を通気し、試験溶液を得た。これら試験溶液について、金ナノ粒子の最大吸収波長（５４０ｎｍ）における吸光度を経時的に測定することで、金ナノ粒子の分散安定性を評価した。結果を図１０に示す。

　本発明の表面改質剤であるＰｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子は、酸化しやすい条件下において、１ヶ月間安定であった。比較対照のＰＥＯ－ＰＰＯ－ＰＥＯやＳＨ－ＰＥＧ－ＭｅＯ（チオール化したポリエチレングリコール）といった代表的な表面改質剤を用いて調製した金ナノ粒子よりも非常に優れた分散安定性を示した。また、Ｐｙ（１）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子と比較してもかなり安定であった。

　［粒径の測定］
　＜ＰＥＧ／Ｐｙの比較：ｍ＝５＞
　Ｐｙ（５）－ｇ（１２．１％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧと、Ｐｙ（５）－ｇ（５１．５％）－ＰＥＧと、を用いて高分子ミセルを形成し、これらの粒径をＤＬＳにより測定した。エチレングリコールの重合度（ｎ）は、全て４３とした。ミセルの形成方法は、上述の方法と同様である。ＤＬＳによる測定結果を図１１（（Ａ）１２．１％，（Ｂ）２５．２％，（Ｃ）５１．５％）に示す。

　図１１に示すように、ＰＥＧ／Ｐｙに関係なく、いずれのミセルも粒径２０ｎｍ程度の均一な粒子を形成した。

　［金ナノ粒子の調製］
　Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧを用いて形成した高分子ミセルの疎水性コアをナノ反応場として利用し、金ナノ粒子の調製を行った。
　Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧを用いて形成した高分子ミセル溶液０．２ｍｇ／３ｍｌに、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。

　［金ナノ粒子の粒径の測定］
　上述の方法により得られた金ナノ粒子の粒径をＤＬＳ及びＴＥＭにより測定した。ＤＬＳによる測定結果を図１２に、ＴＥＭによる測定結果を図１３に示す。その結果、平均粒径９．５±１．８ｎｍの比較的単分散の金ナノ粒子が生成していることを確認した。

　［金ナノ粒子の分散安定性の評価］
　＜高イオン強度条件下＞
　本発明の表面改質剤（Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧ，Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧ）を用いて形成した高分子ミセル溶液（Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧ，Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧそれぞれ０．２ｍｇ／ｍｌ、３ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤として（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。次いで、反応後の溶液に、塩化ナトリウム（ＷＡＫＯ社製）を１ｍｇ／ｍｌになるように加え、試験溶液を得た。これら試験溶液について、金ナノ粒子の最大吸収波長（５４０ｎｍ）における吸光度を経時的に測定することで、金ナノ粒子の分散安定性を評価した。結果を図１４に示す。

　本発明の表面改質剤であるＰｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子は、高イオン強度条件下において、１週間安定であった。また、Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子と比較しても優れた分散安定性を示した。

　［金ナノ粒子の分散安定性の評価］
　＜酸化しやすい条件下＞
　本発明の表面改質剤（Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧ，Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧ）を用いて形成した高分子ミセル溶液（Ｐｙ（３）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧ，Ｐｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧそれぞれ０．２ｍｇ／ｍｌ、３ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤として（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。次いで、反応後の溶液に、酸素を通気し、試験溶液を得た。これら試験溶液について、金ナノ粒子の最大吸収波長（５４０ｎｍ）における吸光度を経時的に測定することで、金ナノ粒子の分散安定性を評価した。結果を図１５に示す。

　本発明の表面改質剤であるＰｙ（５）－ｇ（２５．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子は、酸化しやすい条件下において、１週間安定であった。Ｐｙ（１）－ｇ（２３．２％）－ＰＥＧを用いて調製した金ナノ粒子とは、同程度の分散安定性を示した。

　［重合性モノマー（Ａ１）の合成］
　アルゴン雰囲気下、式（１１）で表されるエチレングリコール（アルドリッチ製）１２．０ｇ（２００ｍｍｏｌ）に脱水ジクロロメタン（ＷＡＫＯ社製）２０ｍｌを添加した。次いで、パラトルエンスルホン酸一水和物（ＴｓＯＨ・Ｈ_２Ｏ）（アルドリッチ製）３８０ｍｇ（２ｍｍｏｌ）を加え、これに３，４－ジヒドロ－２Ｈ－ピラン（アルドリッチ製）８．４１ｇ（１００ｍｍｏｌ）を滴下ロートで１０分間かけて添加し、１時間撹拌した。その後、少量のトリエチルアミン（ＴＥＡ）（ＷＡＫＯ製）により反応を停止させ、炭酸水素ナトリウム飽和水溶液を加え、クロロホルム（ＷＡＫＯ製）にて３回抽出後、濃縮した。その濃縮液をカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（ＷＡＫＯ製），溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝２／１）により精製し、式（１２）で表される化合物を得た（収量：６．７２ｇ，収率２３％）。反応スキームを以下に示す。

　式（１２）で表される化合物１４６ｍｇ（１ｍｍｏｌ）をアルゴン置換し、アルゴンフロー下で蒸留テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（ＷＡＫＯ製）を１５ｍｌ入れ、カリウムナフタレン（アルドリッチ製）ＴＨＦ溶液（１．１ｍｍｏｌ）を入れた。液体窒素中で冷却したエチレンオキシド（住友３Ｍ製）２．５ｍｌ（５０ｍｍｏｌ）をあらかじめ冷却したシリンジで採取し、重合容器に入れ、２日間撹拌した。ジイソプロピルエーテル（ＷＡＫＯ製）で再沈殿し、式（１３）で表されるＴＨＰ－ＰＥＧ－ＯＨを得た（収量：２．０９ｇ，収率：９５％）。反応スキームを以下に示す。

　３－ブロモ－１－プロパノール（５００ｍｍｏｌ）をアルゴン置換し、脱水ＴＨＦを添加後、アジ化ナトリウム１２ｇ（５００ｍｍｏｌ）を加えて１２０分撹拌し、式（１４）で表されるアジドプロパノールを得た。アジドプロパノール１３．７ｇ（１３５ｍｍｏｌ）をアルゴン置換し、脱水ＴＨＦ　２５０ｍｌを添加した。ＴＥＡ　２０．６ｍｌ（１４８ｍｍｏｌ）と塩化パラトルエンスルホニル（ＭｓＣｌ）（アルドリッチ製）１１．５ｍｌ（１４８ｍｍｏｌ）を加え、１時間撹拌した。セライト濾過の後、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄、酢酸エチル（ＷＡＫＯ製）で抽出し、脱水硫酸マグネシウム（ＷＡＫＯ製）で脱水後、濃縮し、式（１５）で表される化合物を得た（収量：２４．０ｇ，収率：９９％）。なお、ｎ（数平均重合度）は５６であった。反応スキームを以下に示す。

　式（１３）で表されるＴＨＰ－ＰＥＧ－ＯＨ　３００ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）をアルゴン置換し、脱水ＴＨＦ　６ｍＬを添加後、水素化ナトリウム（ＮａＨ）（ＷＡＫＯ製）１．１８ｍｇ（０．７５ｍｍｏｌ）加え、１５分間撹拌した。式（１５）で表されるメシルアジドプロパンエーテル１．２６９ｍｇ（１．５ｍｍｏｌ）を加え、１日撹拌した。セライト濾過の後、３０倍量のジイソプロピルエーテル（ＤＩＰＥ）（ＷＡＫＯ製）で再沈殿し、真空凍結乾燥により式（１６）で表されるＴＨＰ－ＰＥＧ－Ｎ_３を回収した（収量：２８６ｍｇ，回収率：９２％）。反応スキームを以下に示す。

　アルゴン雰囲気下で、式（１６）で表されるＴＨＰ－ＰＥＧ－Ｎ_３　２５０ｍｇ（０．１２５ｍｍｏｌ）をメタノール（ＭｅＯＨ）（ＷＡＫＯ製）３０ｍｌに溶解し、パラトルエンスルホン酸（ＴｓＯＨ）（ＷＡＫＯ製）２．４ｍｇ（０．０１２５ｍｍｏｌ）を加え、１日撹拌した。その後、濃縮し、炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、ジクロロメタン（ＷＡＫＯ製）で４回抽出した。さらに濃縮後、ベンゼン（ＷＡＫＯ製）で希釈し、３０倍量のＤＩＰＥにより再沈澱を行い、真空凍結乾燥により式（１７）で表されるＯＨ－ＰＥＧ－Ｎ_３を回収した（収量：２３１ｍｇ，回収率：９１％）。反応スキームを以下に示す。

　式（１７）で表されるＯＨ－ＰＥＧ－Ｎ_３　２００ｍｇ（０．１ｍｏｌ）をアルゴン置換し、脱水ＴＨＦを添加後、ＮａＨ　１２ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）を加え、１５分間撹拌した。蒸留無水メタクリル酸（アルドリッチ製）２９８μｌ（２ｍｍｏｌ）を加え、１日撹拌した。セライト濾過後、３０倍量のＤＩＰＥで再沈殿に精製を行い、真空凍結乾燥により式（１８）で表される化合物を回収した（収量：１８５ｍｇ，収率：９１％）。反応スキームを以下に示す。

　［重合性モノマー（Ｂ１）の合成］
　＜４－ピリジンプロパノール－メタクリレートの合成＞
　式（１９）で表される４－ピリジンプロパノール（アルドリッチ社製）６．８５ｇ（５０ｍｍｏｌ）と、式（２０）で表されるメタクリル酸（アルドリッチ社製）４．７３ｇ（５５ｍｍｏｌ）と、４－（１－ピロリジニル）ピリジン（アルドリッチ社製）７４０ｍｇ（５ｍｍｏｌ）と、を脱水ジクロロメタン（ＷＡＫＯ社製）１００ｍｌに溶解後、Ｎ，Ｎ’－ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（アルドリッチ社製）１１．３ｇ（５５ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間反応させた。ろ過により、不溶性尿素を除去後、減圧下で溶媒を除去した。残渣をカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（ＷＡＫＯ社製）、溶媒：ヘキサン／酢酸エチル）により、精製し、式（２１）で表される４－ピリジンプロパノール－メタクリレートを得た（収量：８．５１２４ｇ，収率８２．８％）。反応スキームを以下に示す。

　［グラフト共重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）の合成］
　上記合成法により得られた式（１８）で表される化合物（重合性モノマー（Ａ１））８００ｍｇ（０．３３ｍｍｏｌ）と、同じく上記合成法により得られた式（２１）で表される４－ピリジンプロパノール－メタクリレート（重合性モノマー（Ｂ１））２２８ｍｇ（１ｍｍｏｌ）と、ＡＩＢＮ　１．６ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）と、をＤＭＦ　１０ｍｌに溶解し、凍結脱気を３回行った。その後、６０℃で２４時間撹拌した。２０倍量の溶媒（ジエチルエーテル（アルドリッチ社製）／イソプロピルアルコール（ＷＡＫＯ社製）＝体積比２０／１）で再沈殿を行い、真空凍結乾燥により、式（２２）で表されるグラフト重合体（Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ）を回収した（収量：６３８ｍｇ，収率：６２％）。ここで、Ｐｙ（３）とは、一般式（Ｖ）で表される重合性モノマー（Ｂ１）のＲ^２ｂのアルキレン基の炭素数が３であることを意味し、ｇ（２５．８％）とは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）とピリジン（Ｐｙ）との共重合率が２５．５％であることを意味する。反応スキームを以下に示す。

　［Ｌａｃ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌの合成］
　式（２３）で表されるＤ－ラクトース（アルドリッチ製）２５ｇ（７３ｍｍｏｌ）に、２４当量のピリジン（ＷＡＫＯ製）１４１ｍｌ（１．７５ｍｏｌ）と、無水酢酸（ＷＡＫＯ製）１６６ｍｌ（１．７５ｍｏｌ）と、を加え、室温で３日間撹拌した。セライト濾過後、濃縮・真空乾燥を行い、クロロホルムに溶解させた。氷浴中で、ジエチルエーテルを少しずつ、結晶が析出するまで加えた。この結晶を再度、クロロホルムに溶解させ、ジエチルエーテルを少しずつ、結晶が析出するまで加えた。これを真空乾燥し、式（２４）で表されるＡｃ－ｌａｃｔｏｓｅを得た。
　次に、アルゴン雰囲気下で、式（２４）で表されるＡｃ－ｌａｃｔｏｓｅ　１０ｇ（１４．４ｍｍｏｌ）に、脱水ジクロロメタン４０ｍｌを加え、０℃に冷却した。これに、プロパルギルアルコール（ＷＡＫＯ製）９９１ｍｇ（１７．６ｍｍｏｌ）を加え、Ａｃ－ｌａｃｔｏｓｅに対して３当量の三フッ化ホウ素ジエチルエーテル（ＷＡＫＯ製）５．９１ｍｌ（４４．１ｍｍｏｌ）をゆっくりと滴下し、０℃で１時間撹拌後、常温で１日撹拌した。これをクロロホルムで希釈し、水、炭酸水素ナトリウム水溶液、ブラインの順で洗浄し、脱水硫酸マグネシウムを加え、濾過後、濃縮した。これを少量のＤＭＦに溶解させ、アルゴン雰囲気下、６０℃で０．５当量の酢酸ヒドラジン（ＷＡＫＯ製）を６７８ｍｇ（７．３５ｍｍｏｌ）加え、３０分間撹拌した。これに、少量の炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、水で希釈後、酢酸エチルで３回抽出し、水で３回、ブラインで洗浄し、脱水硫酸マグネシウムを加え、濾過後、濃縮した。これをカラムクロマトグラフィー（カラム：シリカ（ＷＡＫＯ製），溶媒：酢酸エチル／ヘキサン＝３／４）により、精製し、真空乾燥後、式（２５）で表されるＡｃ－ｌａｃｔｏｓｅ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌを得た。
　次に、アルゴン雰囲気下で、式（２５）で表されるＡｃ－ｌａｃｔｏｓｅ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌ　１．６５ｇ（２．４３ｍｍｏｌ）に、メタノール８ｍｌと、ナトリウムメトキシド（アルドリッチ製）２６２ｍｇ（４．８６ｍｍｏｌ）と、を加え、１日撹拌した。これに陽イオン交換樹脂を加え、セライト濾過後、軽く濃縮し、結晶が析出するまでジエチルエーテルを加えた。これを濾過し、真空乾燥し、式（２６）で表されるＬａｃ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌを得た（収量：８３６ｍｇ，収率：３３％（最終生成物））。反応スキームを以下に示す。

　［ラクトース修飾グラフト共重合体の合成］
　上記合成法により得られた式（２２）で表されるグラフト共重合体（Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ）２００ｍｇ（０．００８ｍｍｏｌ）と、式（２６）で表されるＬａｃ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌ　１３５ｍｇ（０．３７ｍｍｏｌ）と、をｔ－ブチルアルコール（ＷＡＫＯ製）７ｍｌと、水４ｍｌと、に溶解させた。硫酸銅（ＩＩ）五水和物（ＷＡＫＯ製）１８．２ｍｇ（０．０７３ｍｍｏｌ）と、アスコルビン酸ナトリウム（ＷＡＫＯ製）２８．９ｍｇ（０．１４６ｍｍｏｌ）と、をそれぞれ水１．５ｍｌに溶解させてから加え、２日間撹拌した。これを濃縮し、５日間の透析後、真空凍結乾燥により、式（２７）で表されるＰｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを回収した（収量：２０５ｍｇ，収率：９２％）。反応スキームを以下に示す。

　［選択凝集性の検討］
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅと、Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｍａｎｎｏｓｅと、を用いて形成した高分子ミセルの疎水性コアをナノ反応場として利用し、金ナノ粒子の調製を行った。

　＜ラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）＞
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）（ＷＡＫＯ製）に溶解し、透析膜（分画分子量約１００００）に入れ、ＤＭＡに対して３００倍量の水に対して、４日間透析を行うことでミセルを形成させた。このミセル溶液３ｍｌ（０．２ｍｇ／ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。

　＜ラクトースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）＞
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを、ＤＭＡに溶解し、透析膜（分画分子量約１００００）に入れ、ＤＭＡに対して３００倍量の水に対して、４日間透析を行うことでミセルを形成させた。この溶液３ｍｌ（０．２ｍｇ／ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．６ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。

　＜マンノースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）＞
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｍａｎｎｏｓｅを、ＤＭＡに溶解し、透析膜（分画分子量約１００００）に入れ、ＤＭＡに対して３００倍量の水に対して、４日間透析を行うことでミセルを形成させた。この溶液３ｍｌ（０．２ｍｇ／ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．６ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。なお、Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｍａｎｎｏｓｅは、Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅと同様の方法により糖鎖を修飾させて得た。

　上記方法により調製した金ナノ粒子の凝集性の確認を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（ＨＩＴＡＣＨＩ　Ｈ―９５００、ＨＩＴＡＣＨＩ社製）にて行った。
　ラクトースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）とラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）に対して２０ｍｇ／ｍＬ濃度のＲＣＡ１２０レクチンを添加したところ、８時間後の凝集はラクトースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）とラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）の混合凝集であった（図１６（Ａ））。
　マンノースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）とラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）に対して２０ｍｇ／ｍＬ濃度のＲＣＡ１２０レクチンを添加したところ、８時間後の凝集はラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）だけの選択的凝集であった（図１６（Ｂ））。
　マンノースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）とラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）に対して２０ｍｇ／ｍＬ濃度のＲＣＡ１２０レクチンと２０ｍｇ／ｍＬ濃度のＣｏｎＡレクチンを添加したところ、８時間後の凝集はマンノースを表面に有する金ナノ粒子（４０ｎｍ）だけの凝集とラクトースを表面に有する金ナノ粒子（５ｎｍ）だけの凝集が別々に形成する選択的凝集であった（図１６（Ｃ））。

　［糖認識性の検討］
　上記合成方法により得られたＰｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを用いて形成した高分子ミセルの疎水性コアをナノ反応場として利用し、金ナノ粒子の調製を行った。調製方法は、上記と同様とした。
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）（ＷＡＫＯ製）に溶解し、透析膜（分画分子量約１００００）に入れ、ＤＭＡに対して３００倍量の水に対して、４日間透析を行うことでミセルを形成させた。このミセル溶液３ｍｌ（０．２ｍｇ／ｍｌ）に、塩化金酸（アルドリッチ社製）を０．２ｍＭになるように混合し、室温にて２４時間撹拌した。その後、還元剤としてヒドラジン（ＷＡＫＯ社製）水溶液５０μｌ（０．１ｍｇ／ｍｌ）を加えて、反応させた。
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅで被覆された金ナノ粒子分散液に、ガラクトースを特異的に認識するレクチンであるＲＣＡ１２０レクチン（ＷＡＫＯ製）を５，１０，２０，５０ｍｇ／ｍｌ添加し、それぞれの８時間後のＵＶスペクトルを紫外可視球光分光光度計（Ａｇｉｌｅｎｔ　８４５３Ａ　Ｄｉｏｄ　Ａｒｒａｙ，Ａｇｉｌｅｎｔ社製）にて測定した（図１７参照）。

　図１７のａは、ＲＣＡ１２０レクチン未添加、ｂは５ｍｇ／ｍｌ添加、ｃは１０ｍｇ／ｍｌ添加、ｄは２０ｍｇ／ｍｌ添加、ｅは５０ｍｇ／ｍｌ添加、ｆはｅに過剰量のラクトースを添加し、再分散させたときの溶液を示す。
　Ｐｙ（３）－ｇ（２５．８％）－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅで被覆された金ナノ粒子は、当初、分散状態であったが、ＲＣＡ１２０レクチンを添加すると凝集し、過剰量のフリーのラクトースを添加すると再分散した。
　ａからｅへの吸光度変化は、分散状態の金ナノ粒子が、粒子表面のラクトースとレクチンとの相互作用により、凝集したことを示している。また、ｅからｆへの吸光度変化は、フリーのラクトースを添加することにより、金ナノ粒子が再分散したことを示している。このことから、本発明のグラフト共重合体による糖認識性は、可逆的であることがわかった。

　［凝集性の検討］
　＜連鎖移動剤（ＣＤＢ）の合成＞
　マグネシウム（１２．７ｍｍｏｌ，３１０ｍｇ）を二径ナスフラスコ中、減圧下でよく撹拌させてから、Ａｒ置換をし、ＴＨＦを加えた。式（２８）で表されるブロモベンゼン（１２．７ｍｍｏｌ，１ｅｑ，１．３３ｍｌ）をゆっくり加え、室温で１時間、６０℃で１５分間撹拌させた。次に、氷浴中で二硫化炭素（１４．０ｍｍｍｏｌ，１．１ｅｑ，８４６μｌ）をゆっくり加え、０℃で１．５時間、室温で３０分間撹拌させた。これを氷水に入れ、１Ｎ　ＨＣｌで酸性化させてからジエチルエーテルで抽出した。ＭｇＳＯ_４で乾燥、ろ過してから濃縮、真空乾燥させた（式（２９）で表されるＤＴＢＡの生成）。ＤＴＢＡ（６．１３ｍｍｏｌ，９４６ｍｇ）をＣＣｌ_４に溶かしてから二径ナスフラスコに入れ、次いでα－メチルスチレン（９．１９ｍｍｏｌ，１．５ｅｑ，１．１９ｍｌ）、トシル酸一水和物（２９０ｍｇ）を加え、Ａｒ雰囲気下で一晩加熱還流させた。反応物をクロロホルムで薄め、ＮａＨＣＯ_３ａｑで２回、ＮａＣｌａｑで１回洗浄した。ＭｇＳＯ_４で乾燥、ろ過してから濃縮、真空乾燥させた。粗生成物をカラム（Ｈｅｘａｎｅ）にかけ、濃縮、真空乾燥させて、式（３０）で表されるＣＤＢを得た。反応スキームを以下に示す。

　ＣＤＢの^１Ｈ　ＮＭＲの結果を以下に示す。
^１Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３）：δ
７．８５（２Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝８．２，１．２Ｈｚ）
７．５６－７．５４（２Ｈ，ｍ）
７．４７（１Ｈ，ｄｑ，Ｊ＝１１．４，２．７Ｈｚ）
７．３４－７．３０（４Ｈ，ｍ）
７．２２（１Ｈ，ｔｔ，Ｊ＝７．３，１．３Ｈｚ）
２．０１（６Ｈ，ｓ）

　＜グラフト共重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）の合成＞
　上記合成法により得られた式（２１）で表される４－ピリジンプロパノール－メタクリレート（重合性モノマー（Ｂ））と、式（３１）で表される化合物（重合性モノマー（Ａ）：Ｈｅｔｅｒｏ－ＰＥＧ）と、式（３２）で表される化合物（重合性モノマー（Ａ）：ＭｅＯ－ＰＥＧ）と、式（３０）で表される連鎖移動剤であるＣＤＢと、ＡＩＢＮとをＤＭＦに溶解し、凍結脱気を３回行った。その後、６０℃で２４時間撹拌した。２０倍量の溶媒（ジエチルエーテル（アルドリッチ社製）／イソプロピルアルコール（ＷＡＫＯ社製）＝体積比２０／１）で再沈殿を行い、真空凍結乾燥により、式（３３）で表されるグラフト重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）を回収した。反応スキームは以下に示す。また、合成したグラフト重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）の組成を表４に示す。

　＜ラクトース修飾グラフト共重合体の合成＞
　上記合成法により得られた式（３３）で表されるグラフト共重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）と、式（２６）で表されるＬａｃ－ｐｒｏｐａｒｇｙｌと、を水に溶解させた。硫酸銅（ＩＩ）五水和物（ＷＡＫＯ製）と、アスコルビン酸ナトリウム（ＷＡＫＯ製）とをそれぞれ水に溶解させてから加え、２日間撹拌した。これを濃縮し、５日間の透析後、真空凍結乾燥により、式（３４）で表されるＰｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを回収した。反応スキームを以下に示す。また、合成したグラフト重合体（Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ）の数平均分子量（Ｍｎ）、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）、ＰＥＧとＰｙとの共重合比率（ＰＥＧ／Ｐｙ）、ＰＥＧ及びＰｙのユニット数、Ｈｅｔｅｒｏ－ＰＥＧとＭｅＯ－ＰＥＧとの割合を表５に示す。なお、数平均分子量（Ｍｎ）及び分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル濾過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ＰＥＧとＰｙとの共重合比率（ＰＥＧ／Ｐｙ）、ＰＥＧ及びＰｙのユニット数、Ｈｅｔｅｒｏ－ＰＥＧとＭｅＯ－ＰＥＧとの割合は、ＮＭＲにより測定した。

　＜金ナノ粒子の調製＞
　クエン酸還元法により調製した０．２ｍＭの金コロイド溶液１６ｍｌに、表５に示すＰｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅ（０．５ｍｇ／ｍｌ）を４ｍｌ添加し、３日間振とうした。その後、超遠心分離（５００００ｒｐｍ，１０ｍｉｎ）により未吸着のＰｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅを除去し、沈澱した金ナノ粒子をＰＢＳ緩衝液（１５０ｍＭ　ＮａＣｌ）にて、超遠心分離（５００００ｒｐｍ，１０ｍｉｎ）を３回繰り返すことにより洗浄し、Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅで被覆された金ナノ粒子を調製した。この金ナノ粒子の分散液に、ガラクトースを特異的に認識するＲＣＡ１２０レクチン（ＷＡＫＯ製）を２０μｇ／ｍｌ、又はマンノースを特異的に認識するレクチンであるＣｏｎＡ（コスモバイオ製）を５０μｇ／ｍｌになるように添加し、ＵＶの最大吸収波長の変化からＰｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅで被覆された金ナノ粒子の凝集性を評価した（図１８参照）。なお、ＣｏｎＡは、Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅ（Ａ）で被覆された金ナノ粒子の分散液に添加した（図では、Ａ’とした）。ＵＶスペクトルの測定には、紫外可視球光分光光度計（Ａｇｉｌｅｎｔ　８４５３Ａ　Ｄｉｏｄ　Ａｒｒａｙ，Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いた。

　Ｐｙ－ｇ－ＰＥＧ－Ｌａｃｔｏｓｅで被覆された金ナノ粒子は、当初、分散状態であったが、ＲＣＡ１２０レクチンを添加すると時間の経過とともに凝集した。また、ラクトースの導入に必要な官能基であるアジ基を有するＨｅｔｅｒｏ－ＰＥＧの割合が多いほど、高い凝集性を示した（Ａ～Ｄ）。これに対し、ＣｏｎＡを添加したものは凝集性を示さなかった（Ａ’）。なお、図示していないが、Ｈｅｔｅｒｏ－ＰＥＧを含まないものは、凝集性を示さなかった（Ｅ）。

Claims

　一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー。

（式中、Ｒ^１ａは、重合性基を表し、Ｒ^２ａは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ａは、末端にアジ基、フェニルアジ基、カルボキシル基、１級～４級アミノ基、アセタール基、アルデヒド基、チオール基、ジスルフィド基、活性エステル基、トリアルコキシシリル基、及び重合性基から選ばれる官能基を有する有機基を表し、ｎは、５～２００００の任意の整数を表す。）
　前記Ｒ^１ａが一般式（ＩＶ）で表される基である請求項１に記載の重合性モノマー。

（式中、Ｒ^４ａは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表す。）
　質量平均分子量が２００～９００００である請求項１又は２に記載の重合性モノマー。
　下記の（ａ）～（ｅ）の工程を順次行う、式（８）で表される重合性モノマーの製造方法。
（ａ）式（１）で表されるエチレングリコールの一方の末端の水酸基をテトラヒドロピラニル基で保護し、式（２）で表される化合物を得る第１の工程。

（ｂ）式（２）で表される化合物とエチレンオキシドとを反応させ、式（３）で表される化合物を得る第２の工程。

（式中、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）
（ｃ）式（３）で表される化合物と式（４）で表される化合物とを反応させ、式（５）で表される化合物を得る第３の工程。

（式中、Ｒ^１は、炭素数１～１０のアルキレン基を表し、Ｍｓはメシル基を表す。）
（ｄ）式（５）で表される化合物のテトラヒドロピラニル基を脱保護し、式（６）で表される化合物を得る第４の工程。

（ｅ）式（６）で表される化合物と式（７）で表される化合物とを反応させ、式（８）で表される化合物を得る第５の工程。

（式中、Ｒ^２は、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表す。）
　一般式（ＩＩＩ）で表される重合性モノマー（Ａ１）と、ピリジル基を有する重合性モノマー（Ｂ１）と、のグラフト共重合体。

（式中、Ｒ^１ａは、重合性基を表し、Ｒ^２ａは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ａは、末端にアジ基、フェニルアジ基、カルボキシル基、１級～４級アミノ基、アセタール基、アルデヒド基、チオール基、ジスルフィド基、活性エステル基、トリアルコキシシリル基、及び重合性基から選ばれる官能基を有する有機基を表し、ｎは、５～２００００の任意の整数を表す。）
　前記重合性モノマー（Ｂ１）が、一般式（Ｖ）で表される請求項５に記載のグラフト共重合体。

（式中、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表し、Ｒ^２ｂは、炭素数１～７のアルキレン基を表す。）
　前記重合性モノマー（Ａ１）と前記重合性モノマー（Ｂ１）とのモル比が、１：９９～９９：１である請求項５又は６に記載のグラフト共重合体。
　一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３ａの末端の官能基を介してリガンドが結合した請求項５～７のいずれかに記載のグラフト共重合体。
　請求項５～８のいずれかに記載のグラフト共重合体が表面に吸着して改質された被改質体。
　請求項５～８のいずれかに記載のグラフト共重合体が吸着して表面改質されたナノ粒子の分散液。
　請求項５～８のいずれかに記載のグラフト共重合体から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法。
　一般式（ＶＩ）で表される基を有する重合性モノマー（Ａ２）と、一般式（ＶＩＩ）で表される繰り返し構造を有する重合性モノマー（Ｂ２）と、のグラフト共重合体からなる表面改質剤。

（式中、Ｒ^ａは、炭素数２～７のアルキレン基を表し、Ｒ^ｂは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）
　前記重合性モノマー（Ａ２）が、一般式（ＶＩＩＩ）で表される請求項１２に記載の表面改質剤。

（式中、Ｒ^１ａは、炭素数２～７のアルキレン基を表し、Ｒ^２ａは、水素原子又はメチル基を表す。）
　前記重合性モノマー（Ｂ２）が、一般式（ＩＸ）で表される請求項１２又は１３に記載の表面改質剤。

（式中、Ｒ^１ｂは、水素原子又は炭素数１～１０のアルキル基を表し、Ｒ^２ｂは、炭素数２～５のアルキレン基を表し、Ｒ^３ｂは、水素原子又はメチル基を表し、ｎは、５～２０００の任意の整数を表す。）
　前記重合性モノマー（Ｂ２）の質量平均分子量が、２００～８００００である請求項１２～１４のいずれかに記載の表面改質剤。
　前記重合性モノマー（Ａ２）と前記重合性モノマー（Ｂ２）とのモル比が、１：９９～９９：１である請求項１２～１５のいずれかに記載の表面改質剤。
　請求項１２～１６のいずれかに記載の表面改質剤が表面に吸着して改質された被改質体。
　請求項１２～１６のいずれかに記載の表面改質剤が吸着して表面改質されたナノ粒子の分散液。
　請求項１２～１６のいずれかに記載の表面改質剤から形成されるミセルの疎水性コアを反応場とするナノ粒子の製造方法。