WO2025141997A1 - 重合体被覆金属磁性粒子およびその製造方法 - Google Patents

重合体被覆金属磁性粒子およびその製造方法 Download PDF

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Definitions

  • magnetic polymer particles have been proposed in which the surface of a core polymer particle is successively coated with a coating layer containing a nanomagnetic material and silicon oxide, and a polymer layer capable of binding a carrier substance (see, for example, Patent Document 1).
  • a fifth aspect of the present invention is the fourth aspect,
  • the alkoxysilane has an acryloxypropyl group or a methacryloxypropyl group.
  • a sixth aspect of the present invention is any one of the first to fifth aspects,
  • the metallic magnetic particles are iron particles or iron-based alloy particles.
  • a seventh aspect of the present invention is any one of the first to sixth aspects,
  • the saturation magnetization is 100 Am 2 /kg or more and 210 Am 2 /kg or less.
  • the eighth aspect of the present invention is any one of the first to seventh aspects,
  • the volume-based cumulative 50% particle size measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device is 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • a ninth aspect of the present invention is any one of the first to eighth aspects,
  • the C content is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
  • a tenth aspect of the present invention is any one of the first to ninth aspects,
  • the C content is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R2 represents a linear or branched alkylene group having from 2 to 6 carbon atoms
  • R3 represents an alkylene group, a cyclohexylene group, or a phenylene group having from 2 to 6 carbon atoms.
  • a twelfth aspect of the present invention is the method according to the eleventh aspect,
  • R2 is an ethylene group
  • R3 is an alkylene group, a phenylene group, or a cyclohexylene group.
  • a thirteenth aspect of the present invention relates to the twelfth aspect,
  • R 3 is a phenylene group.
  • a fourteenth aspect of the present invention is any one of the eleventh to thirteenth aspects,
  • the alkoxysilane has an acrylic or methacrylic group and an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.
  • a fifteenth aspect of the present invention is the method according to the fourteenth aspect,
  • the alkoxysilane has an acryloxypropyl group or a methacryloxypropyl group.
  • a seventeenth aspect of the present invention is any one of the eleventh to sixteenth aspects, In the step of forming the polymer layer, a water-soluble azo polymerization initiator having a carboxyl group is used as the polymerization initiator.
  • test particles it is possible to increase the amount of carrier material capable of binding to target substances and to increase magnetic attraction to a certain level or higher.
  • Polymer-coated metal magnetic particles are configured by laminating a coating layer and a polymer layer in this order on the surface of a metal magnetic particle.
  • the polymer-coated metal magnetic particles are also referred to simply as test particles.
  • the metal magnetic particles are the core of the inspection particles, and are ferromagnetic particles made of metal or alloy.
  • the metal magnetic particles made of pure metal for example, iron particles, nickel particles, or cobalt particles can be used
  • the metal magnetic particles made of alloy for example, iron-based alloy particles can be used.
  • the iron-based alloy refers to an alloy containing 50 mass% or more of iron
  • the iron alloy iron-based alloy particles for example, Fe-B alloy particles, Fe-Si alloy particles, Fe-N alloy particles, Fe-Ni alloy particles, Fe-C alloy particles, etc.
  • the particle diameter of the metal magnetic particles is preferably 0.2 ⁇ m to 10.0 ⁇ m.
  • the weight and buoyancy of the test particles can be balanced, achieving appropriate dispersibility in the sample solution.
  • the attachment of the carrier substance to the test particles and the binding of the target substance to the carrier substance can be more reliably achieved.
  • the particle diameter refers to the cumulative 50% particle diameter on a volume basis measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device.
  • particle diameter refers to a value measured in a similar manner.
  • the coating layer is provided on the surface of the metal magnetic particles and is made of silicon oxide.
  • the coating layer coats the metal magnetic particles and acts to suppress the elution of metal components from the metal magnetic particles when the polymer layer is formed.
  • the polymer layer is provided on the surface of the coating layer.
  • the polymer layer includes a polymer of a structural unit represented by formula (1) and an alkoxysilane having an acrylic or methacrylic group, and is configured so as to be able to bind to a carrier substance that captures a target substance.
  • the target substance is, for example, a substance to be examined, such as a protein, a nucleic acid, or a cell contained in blood.
  • the carrier substance is not particularly limited as long as it can capture the target substance, and can be appropriately changed depending on the type of the target substance. For example, streptavidin, protein A, protein G, an antibody, or the like can be used as the carrier substance.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms
  • R3 represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, a cyclohexylene group, or a phenylene group.
  • the silane coupling agent for forming the polymer is not particularly limited as long as it is an alkoxysilane having an acrylic or methacrylic group so as to be polymerizable with the compound of formula (2). From the viewpoint of more reliably increasing the amount of the carrier substance carried in the polymer layer, it is preferable that the silane coupling agent has a long molecular chain and a bulky chemical structure. Specifically, it is preferable that the silane coupling agent is an alkoxysilane having an acrylic or methacrylic group and an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms. Also, from the viewpoint of increasing the reactivity with the compound of formula (2) and more reliably polymerizing the polymer, it is preferable that the silane coupling agent has an acryloxypropyl group or a methacryloxypropyl group.
  • the particle diameter of the test particles is not particularly limited, but is preferably 0.2 ⁇ m to 10 ⁇ m. If the particle diameter is small, the volume of the magnetic particles also becomes small, which is undesirable because it becomes difficult to collect magnetic flux when a magnetic field is applied. Also, if the particle diameter is too large, the test particles tend to settle in the solution, which is undesirable.
  • test particles of this embodiment are configured by laminating a coating layer and a polymer layer in this order on the surface of a metal magnetic particle, which is a core. As a result, the test particles exhibit the following characteristics.
  • the polymer layer contains a polymer of a structural unit represented by formula (1) and an alkoxysilane having an acrylic or methacrylic group, and is easily bound to a carrier substance that captures a target substance.
  • the test particles are configured to carry a large amount of carrier substance.
  • streptavidin is supported on the test particles as a carrier substance, and ALP-biotin (alkaline phosphatase-biotin) and a luminescent dye (e.g., Lumiphos Plus) are bound to 50 ⁇ g of the streptavidin-immobilized particles, and the luminescence intensity is measured.
  • test particles of this embodiment have a large amount of biotin bound and are excellent in carrying capacity of the carrier substance.
  • the test particles are configured to have a lower coercive force compared to magnetic polymer particles.
  • the coercive force Hc of the test particles is preferably 20 Oe or less. There is no particular limit to the lower limit, but it is, for example, 3 Oe or more. Test particles with such a coercive force can improve the dispersibility of the particles.
  • the manufacturing method of this embodiment includes a preparation step, a coating layer forming step, and a polymer layer forming step. Each step will be described in detail below.
  • silicon alkoxide conventionally known ones can be used, for example, trimethoxysilane, tetramethoxysilane, triethoxysilane, tetraethoxysilane, tripropoxysilane, tetrapropoxysilane, tributoxysilane, tributoxysilane, etc.
  • an alkaline catalyst As a hydrolysis catalyst, it is preferable to use an alkaline catalyst from the viewpoint of suppressing dissolution of the metal components that make up the metal magnetic particles.
  • ammonia water can be used as the alkaline catalyst.
  • the amount of silicon alkoxide and hydrolysis catalyst added, and the reaction time of silicon alkoxide and hydrolysis catalyst may be changed as appropriate depending on the thickness of the coating layer.
  • the thickness of the coating layer may be adjusted as appropriate to be 1 nm to 80 nm.
  • the heating temperature of the solvent containing the slurry may be set to, for example, 20°C to 70°C from the viewpoint of the hydrolysis of silicon alkoxide and the reactivity of the adhesion of the silanol derivative to the surface of the metal magnetic particles.
  • the solvent water alone or a mixed solvent containing water and an organic solvent may be used.
  • silica-coated particles and a solvent containing water are mixed to prepare a dispersion liquid.
  • an alkoxysilane having an acrylic group or a methacrylic group is added as a silane coupling agent and mixed. It is considered that the alkoxysilane reacts with water to hydrolyze the alkoxy group, and bonds with the coating layer composed of silicon oxide.
  • an alkali such as NaOH or NH3 is added to make the pH of the liquid 8 or more, and then a compound represented by formula (2) is added.
  • This alkali addition has the effect of improving the reactivity of the silane coupling agent and improving the solubility of the compound of formula (2) in water. It is considered that a polymer layer is formed by bonding the acrylic group or methacrylic group of the silane coupling agent to the acrylic group or methacrylic group in the chemical structure of the compound of formula (2) or the acrylic group or methacrylic group in the unbonded silane coupling agent, starting from the silane coupling agent bonded to the coating layer.
  • the polymer constituting the polymer layer has a structural unit represented by the above formula (1) and a chemical structure derived from the silane coupling agent.
  • R1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R2 represents a linear or branched alkylene group having from 2 to 6 carbon atoms
  • R3 represents an alkylene group, a cyclohexylene group, or a phenylene group having from 2 to 6 carbon atoms.
  • the alkylene groups of R2 and R3 if the number of carbon atoms is 1, the molecular chain becomes short, which is undesirable since there is a concern that the amount of the carrier substance supported will be reduced, and if the number of carbon atoms is 7 or more, the hydrophobicity increases, making it difficult to carry out the polymerization reaction, which is undesirable since there is a risk of reducing productivity.
  • an alkoxysilane having an acrylic or methacrylic group is used so that it can polymerize with the compound of formula (2).
  • this alkoxysilane has a long molecular chain and a bulky chemical structure, specifically, it is preferable that it has an acrylic or methacrylic group and an alkylene group having 3 to 6 carbon atoms.
  • this alkoxysilane has an acryloxypropyl group or a methacryloxypropyl group.
  • the amount of the silane coupling agent and the compound of formula (2) added may be adjusted within a range in which the polymer layer can be formed with the desired thickness.
  • the amount of the silane coupling agent added is preferably 0.1 parts by mass to 40 parts by mass, more preferably 5.0 parts by mass to 40 parts by mass, even more preferably 15 parts by mass to 40 parts by mass, and may be 0.1 parts by mass to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the metal magnetic particles on which the coating layer is formed.
  • the amount of the compound of formula (2) added is preferably 100 parts by mass to 700 parts by mass, and may be 100 parts by mass to 500 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the metal magnetic particles on which the coating layer is formed.
  • the amount of the compound of formula (2) added is preferably 10 to 100 times the amount of the silane coupling agent added by mass.
  • Storage stability refers to the stability of the carrier substance supported on the polymer-coated metal magnetic particles, which can maintain the supported state without being detached even after time has passed.
  • High storage stability indicates that the amount of support B after a certain time has passed does not vary significantly from the initial amount of support A.
  • the retention rate ⁇ it is preferable that it is, for example, 30% or more.
  • a polymerization initiator When forming a polymer, it is preferable to add a polymerization initiator after adding the compound of formula (2).
  • the addition of a polymerization initiator can further promote the bonding between the silane coupling agent and the compound of formula (2).
  • a water-soluble azo polymerization initiator having a carboxyl group As the polymerization initiator.
  • the amount of polymerization initiator added is preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass per 100 parts by mass of the metal magnetic particles on which the coating layer is formed.
  • test particles with a polymer layer formed on the surface of the coating layer are collected from the solvent using, for example, a magnet, and washed. This results in the test particles of this embodiment.
  • a method for measuring a target substance using the above-mentioned test particles is, for example, as follows. First, a carrier substance is bound to the test particles to obtain carrier substance immobilized particles. These carrier substance immobilized particles are added to a sample solution. Next, the target substance contained in the sample solution is captured by the carrier substance immobilized particles. After that, the carrier substance immobilized particles dispersed in the sample solution are collected and recovered by magnetic force. The target substance captured by the recovered carrier substance immobilized particles is then measured by a conventionally known method.
  • a coating layer and a polymer layer were formed on the surface of metal magnetic particles to produce polymer-coated metal magnetic particles.
  • Example 1 Preparation of Polymer-Coated Metal Magnetic Particles First, carbonyl iron powder (manufactured by BASF, HS grade D50: 2.3 ⁇ m) was prepared as the metal magnetic particles.
  • a coating layer composed of silicon oxide was formed on the surface of the carbonyl iron powder.
  • 5451 g of isopropyl alcohol and 820 g of pure water were added to a 10 L reaction tank and stirred in a nitrogen atmosphere.
  • 1650 g of carbonyl iron powder (hereinafter also referred to as Fe particles) was added to this solution and stirred at 40 ° C.
  • 257.4 g of tetraethoxysilane (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 50 g of isopropyl alcohol were added and stirred for 5 minutes. After that, 567.3 g of 25% ammonia water was added over 90 minutes.
  • the liquid delivery pump was operated to deliver the liquid to a high-pressure homogenizer (manufactured by SMT Co., Ltd., LAB1000).
  • the high-pressure homogenizer was set to a pressure of 150 bar to carry out the dispersion process.
  • the reaction liquid after the dispersion process was set to return to the 10 L reaction tank.
  • the mixture was stirred for 60 minutes.
  • the dispersion process was carried out until the reaction was completed.
  • the resulting slurry was filtered, and the cake was dried at 110°C in nitrogen. This resulted in silica-coated particles in which a coating layer of silicon oxide was formed on the surface of the carbonyl iron powder.
  • EDC 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Hydrochloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • MES 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid
  • NHS N-Hydroxysuccinimide manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • PBS is phosphate buffered saline
  • TBS is Tris buffered saline
  • TBST TBS containing Tween 20.
  • the slurry in which the polymer-coated metal magnetic particles are dispersed was heated and dried to obtain polymer-coated metal magnetic particles.
  • 1 mL of 0.01 mol/L MES buffer solution with an EDC concentration of 5 mg/mL was added to 1 mg of the obtained polymer-coated metal magnetic particles, and the mixture was stirred with a vortex mixer for 30 minutes.
  • the magnetic particles were magnetically separated and washed three times with 1 mL of 0.01 mol/L MES buffer solution.
  • 1 mL of 0.01 mol/L MES buffer solution with an NHS concentration of 0.8 mg/mL was added, and the mixture was stirred with a vortex mixer for 30 minutes.
  • a calibration curve of the luminescence intensity and the ALP-biotin concentration was created, and the ALP-biotin concentration was calculated from the calibration curve to determine the amount of biotin bound.
  • the amount of biotin bound was calculated as a relative value, with the amount of biotin bound per unit mass of the test particles in Comparative Example 1 described later being set to 100. If this relative value is 130 or more, it is evaluated that the amount of biotin bound is large and the amount of carrier substance carried is large.
  • a microplate reader (“SH-9000Lab” manufactured by Corona Electric Co., Ltd.) was used, and the measurement conditions were set to luminescence as the measurement method and 1.0 second gate time.
  • the storage stability was evaluated using the streptavidin-immobilized particles obtained by the above-mentioned method for evaluating the loading amount.
  • the initial biotin binding amount and the biotin binding amount after a certain time period were determined for the streptavidin-immobilized particles obtained by the above-mentioned method for evaluating the loading amount, and the retention rate was calculated.
  • the amount of biotin bound to the streptavidin-immobilized particles obtained by the above-mentioned method for evaluating the amount of biotin bound was calculated and used as the initial amount of biotin bound.
  • the streptavidin-immobilized particles were left to stand for 4 days in an environment of 37 ° C.
  • the slurry in which the polymer-coated metal magnetic particles were dispersed was heated and dried to obtain polymer-coated metal magnetic particles.
  • the obtained polymer-coated metal magnetic particles were measured for magnetic properties, such as saturation magnetization and coercivity, using a vibration sample magnetometer (VSM) (VSM-5 manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) with an applied magnetic field of 798 kA/m (10 kOe), M measurement range of 0.05 A ⁇ m 2 (50 emu), time constant of 0.03 seconds, and wait time of 0.1 seconds.
  • VSM vibration sample magnetometer
  • M measurement range of 0.05 A ⁇ m 2 (50 emu)
  • time constant 0.03 seconds
  • wait time 0.1 seconds.
  • the attached software (Ver. 2.1) manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd. was used for this measurement.
  • the polymer-coated metal magnetic particles of Example 1 had a high retention rate of loading of 37%, and had excellent storage stability. This is believed to be because the amount of silane coupling agent added was 5.0 parts by mass to 40 parts by mass per 100 parts by mass of the metal magnetic particles on which a coating layer was formed, and the amount of the compound of formula (2) added was 100 parts by mass to 500 parts by mass per 100 parts by mass of the metal magnetic particles on which a coating layer was formed, allowing the polymer layer to be formed uniformly on the coating layer.
  • Examples 1 to 5 when Examples 1 to 5 are compared, it was confirmed that Examples 1, 3, and 4, which use phthalic acid of formula (4) in which R 3 is a phenylene group as the compound of formula (2), can increase the amount of biotin bound, compared to Examples 2 and 5, which use succinic acid of formula (6) in which R 3 is an alkylene group. From this, it is considered that the introduction of a bulkier chemical structure in the polymer layer increases the amount of streptavidin carried, and as a result, more biotin can be captured.
  • Comparative Examples 1 to 5 polymer-coated metal magnetic particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of alkoxysilane was appropriately changed to the following formulas (7) to (8), and the type of compound of formula (2) was appropriately changed to the following formulas (9) to (11) as shown in Table 1.
  • Formula (7) represents trimethoxy-4-vinylphenylsilane
  • formula (8) represents triethoxyvinylsilane.
  • Formula (9) represents styrene
  • formula (10) represents 2-carboxyethyl acrylate
  • formula (11) represents 4-vinylbenzoic acid.
  • the polymer-coated metal magnetic particles of Comparative Examples 1 to 5 were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 to 16 polymer-coated metal magnetic particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that the types of alkoxysilane (silane coupling agent), compound of formula (2), and metal magnetic particles were appropriately changed as shown in Table 3. The prepared polymer-coated metal magnetic particles were then evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results for Examples 6 to 16 are summarized in Table 4.
  • alkoxysilane 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane shown in the following formula (12) or 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane shown in the following formula (13) was used.
  • Example 6 as in Example 5, a silicon oxide coating layer was formed on the surface of Fe-Ni alloy particles with an Fe content of 50% and an Ni content of 50%, to obtain silica-coated particles. Then, a polymer layer was formed on the surface of the silica-coated particles. Specifically, 8.00 g of silica-coated particles (silica content 0.16 g) were mixed with 40 g of pure water, and ultrasonic treatment was performed for 10 minutes. The ultrasonically treated suspension and 488.63 g of pure water were placed in a 1 L beaker, and bubbled with nitrogen gas at 0.1 L/min for 30 minutes.
  • the mixture was stirred for 4 hours.
  • the particles were collected with a magnet and the supernatant was removed, and the particles were redispersed in 200 g of pure water, and the particles were collected with a magnet and the supernatant was removed.
  • the washing operation from redispersion in pure water to removal of the supernatant was repeated four more times, and the obtained particles were dispersed in pure water. This resulted in a slurry in which the polymer-coated metal magnetic particles of Example 6 were dispersed.
  • polymer-coated metal magnetic particles were prepared in the same manner as in Example 6, except that the type of compound (monomer) represented by formula (2) was changed as appropriate, as shown in Table 3.
  • Example 10 a polymer layer was formed on the surface of silica-coated particles prepared in the same manner as in Example 1. Specifically, 8.00 g of silica-coated particles (silica content 0.16 g) and 40 g of pure water were mixed and ultrasonically treated for 10 minutes. The ultrasonically treated suspension and 517.94 g of pure water were placed in a 1 L beaker and bubbled with nitrogen gas at 0.1 L/min for 30 minutes. The flow path of the nitrogen gas was changed from bubbling into the liquid to flowing into the upper space of the liquid, and the mixture was stirred while being heated to 35°C.

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Abstract

金属磁性粒子と、金属磁性粒子の表面に設けられ、シリコン酸化物から構成される被覆層と、被覆層の表面に設けられ、式（１）で表される構造単位とアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含む重合体層と、を備える、重合体被覆金属磁性粒子である。

Description

重合体被覆金属磁性粒子およびその製造方法
　本発明は、重合体被覆金属磁性粒子およびその製造方法に関する。
　医療診断分野において、血液等の試料液から各種のタンパク質、核酸、細胞等の標的物を分離、採集して検査することがある。この検査方法として、例えば、所定の粒子の表面にそれぞれの標的物質に適した担体物質を担持させ、標的物質の捕捉後の粒子を回収して分析を行う方法がある。
　担体物質を担持させる粒子として、磁性を有する粒子が用いられることがある。磁性を有する粒子によれば、担体物質を担持させ、標的物質を捕捉した後、外部から磁場を与えることで、標的物質を回収することができる。
　このような磁性を有する粒子として、例えば、コアであるポリマ粒子の表面を、ナノ磁性体およびシリコン酸化物を含む被覆層と、担体物質を結合可能な重合体層とで順次被覆した磁性ポリマ粒子が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
特開２０２１－６０３３９号公報
　上述の検査用粒子には、検査精度の向上の観点から、標的物質との結合が可能な担体物質を担持できる担持量が多いことが重要である。また、検査用粒子には、飽和磁化が高く、磁場をかけたときに短時間で集まること、つまり集磁性が高いことが求められる。
　この点、上述の特許文献１の粒子では、高い担持量を実現できたとしても、コアがポリマ粒子であるため飽和磁化が低い傾向にあり、所望の集磁性を得られないことがある。
　そこで、本発明は、標的物質との結合が可能な担体物質の担持量を増やし、かつ集磁性を一定以上にする技術を提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様は、
　金属磁性粒子と、
　前記金属磁性粒子の表面に設けられ、シリコン酸化物から構成される被覆層と、
　前記被覆層の表面に設けられ、式（１）で表される構造単位とアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含む重合体層と、を備える、
　重合体被覆金属磁性粒子。
（式（１）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。）
　本発明の第２の態様は、第１の態様において、
　前記式（１）においてＲ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基、フェニレン基またはシクロへキシレン基である。
　本発明の第３の態様は、第２の態様において、
　前記式（１）中のＲ３がフェニレン基である。
　本発明の第４の態様は、第１～第３のいずれか１つの態様において、
　前記アルコキシシランが、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有する。
　本発明の第５の態様は、第４の態様において、
　前記アルコキシシランがアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有する。
　本発明の第６の態様は、第１～第５のいずれか１つの態様において、
　前記金属磁性粒子が鉄粒子または鉄基合金粒子である。
　本発明の第７の態様は、第１～第６のいずれか１つの態様において、
　飽和磁化が１００Ａｍ２／ｋｇ以上２１０Ａｍ２／ｋｇ以下である。
　本発明の第８の態様は、第１～第７のいずれか１つの態様において、
　レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径が０．２μｍ～１０μｍである。
　本発明の第９の態様は、第１～第８のいずれか１つの態様において、
　Ｃ量が０．５質量％以上１０質量％以下である。
　本発明の第１０の態様は、第１～第９のいずれか１つの態様において、
　Ｃ量が０．１質量％以上１０質量％以下である。
　本発明の第１１の態様は、
　重合体被覆金属磁性粒子の製造方法であって、
　金属磁性粒子の表面にシリコン酸化物から構成される被覆層を形成する工程と、
　前記被覆層が形成された金属磁性粒子、水、およびアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランを混合した後に、式（２）で表される化合物を添加して重合させることにより、前記被覆層上に重合体層を形成する工程と、を有する、
　重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
（式（２）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。）
　本発明の第１２の態様は、第１１の態様において、
　前記式（２）においてＲ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基、フェニレン基またはシクロへキシレン基である。
　本発明の第１３の態様は、第１２の態様において、
　前記式（２）中のＲ３がフェニレン基である。
　本発明の第１４の態様は、第１１～第１３のいずれか１つの態様において、
　前記アルコキシシランが、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有する。
　本発明の第１５の態様は、第１４の態様において、
　前記アルコキシシランがアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有する。
　本発明の第１６の態様は、第１１～第１５のいずれか１つの態様において、
　前記金属磁性粒子が鉄粒子または鉄基合金粒子である。
　本発明の第１７の態様は、第１１～第１６のいずれか１つの態様において、
　前記重合体層を形成する工程において、重合開始剤として、カルボキシル基を有する水溶性アゾ重合開始剤を用いる。
　検査用粒子において、標的物質との結合が可能な担体物質の担持量を増やし、かつ集磁性を一定以上にすることができる。
＜本発明の一実施形態＞
　以下に、本発明の一実施形態に係る重合体被覆金属磁性粒子およびその製造方法について説明する。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
（１）重合体被覆金属磁性粒子
　本実施形態の重合体被覆金属磁性粒子は、金属磁性粒子の表面に被覆層および重合体層がこの順に積層されて構成される。以下、重合体被覆金属磁性粒子を単に検査用粒子ともいう。
（金属磁性粒子）
　金属磁性粒子は、検査用粒子のコアとなるものであり、金属または合金で構成される強磁性の粒子である。純金属で構成される金属磁性粒子としては、例えば鉄粒子、ニッケル粒子またはコバルト粒子を用いることができ、合金で構成される金属磁性粒子としては、例えば鉄基合金粒子を用いることができる。本明細書において鉄基合金とは鉄を５０質量％以上含む合金を指し、鉄合金鉄基合金粒子としては、例えばＦｅ－Ｂ系合金粒子、Ｆｅ－Ｓｉ系合金粒子、Ｆｅ－Ｎ系合金粒子、Ｆｅ－Ｎｉ系合金粒子、Ｆｅ－Ｃ系合金粒子などを用いることができる。検査用粒子の優れた飽和磁化を担保する観点から、金属磁性粒子として、鉄粒子または鉄基合金粒子を用いることが好ましい。
　金属磁性粒子の粒子径は０．２μｍ～１０．０μｍであることが好ましい。このような金属磁性粒子を備える検査用粒子によれば、試料溶液に添加したときに、検査用粒子の自重と浮力とを均衡させ、試料溶液への適度な分散性を実現することができる。この結果、検査用粒子への担体物質の付着および担体物質への標的物質の結合をより確実に行うことができる。ここで粒子径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径を示す。以下、粒子径は同様に測定される数値を示す。
（被覆層）
　被覆層は、金属磁性粒子の表面に設けられ、シリコン酸化物から構成される。被覆層は、金属磁性粒子を被覆し、重合体層を形成する際に金属磁性粒子からの金属成分の溶出を抑制するように作用する。
　被覆層の厚さは特に限定されないが、過度に薄くなると、金属磁性粒子の表面を一様に覆うことができないことがある。そのため、重合体層の形成の際に金属磁性粒子からの成分の溶出をより確実に抑制する観点からは、被覆層の厚さは１ｎｍ以上であることが好ましい。一方、被覆層が過度に厚くなると検査用粒子の磁気特性、例えば飽和磁化や保磁力などが低下することがある。そのため、被覆層の厚さは、高い磁気特性を維持する観点からは８０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、被覆層の厚さは、例えば被覆層の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）や走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などにより観察し、その平均膜厚として測定するとよい。具体的には、断面のＴＥＭ写真またはＳＥＭ写真を撮影し、任意の粒子について５０の測定点の平均値から平均膜厚を求めることができる。
（重合体層）
　重合体層は、被覆層の表面に設けられる。重合体層は、式（１）で表される構造単位とアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含み、標的物質を捕捉する担体物質と結合できるように構成される。ここで、標的物質とは例えば血液に含まれるタンパク質、核酸、細胞などの検査対象となる物質である。担体物質は、標的物質を捕捉できれば特に限定されず、標的物質の種類に応じて適宜変更することができる。担体物質としては、例えばストレプトアビジン、プロテインＡ、プロテインＧ、抗体などを用いることができる。
　式（１）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。
　重合体は、式（１）の構造単位の末端にカルボキシル基（‐ＣＯＯＨ基）を有しており、カルボキシル基により担体物質と結合する。また、重合体は、式（１）に示すように、その化学構造中にＲ２およびＲ３を有し、その分子鎖が長く、かさ高い分子となる。そのため、重合体は、例えばストレプトアビジンのような分子サイズの大きな担体物質とも結合しやすい。つまり、重合体層によれば、その表面への担体物質の付着量（担持量）を増やすことができる。Ｒ２およびＲ３のアルキレン基について、それぞれの炭素数が１の場合は分子鎖が短くなり、担持量が少なくなる懸念があるため好ましくなく、それぞれの炭素数が７以上の場合は疎水性が高まり重合体層形成工程において重合反応をしにくくなり生産性が低下するおそれがあるため好ましくない。
　式（１）の構造単位において、Ｒ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基またはフェニレン基であることが好ましい。また、Ｒ３がフェニレン基であることがより好ましい。このような構造単位によれば、重合体をより安定して形成しつつ、担体物質の担持量をより確実に増やすことができる。
　重合体を形成するためのシランカップリング剤としては、式（２）の化合物と重合できるように、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランであれば特に限定されない。重合体層において、担体物質の担持量をより確実に増やす観点からは、シランカップリング剤は分子鎖が長く、かさ高い化学構造を有することが好ましい。具体的には、シランカップリング剤は、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有するアルコキシシランであることが好ましい。また、式（２）の化合物との反応性を高め、重合体をより確実に重合させる観点からは、シランカップリング剤がアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有することが好ましい。
（Ｃ量）
　検査用粒子に含まれる重合体の量はＣ量として簡易的に定量評価することができる。検査用粒子のＣ量は高い磁気特性を担保する観点から０．１質量％～１０質量％であることが好ましく、０．５質量％～１０質量％としてもよい。Ｃ量が過度に少ないと、重合体層で被覆層の表面を一様に覆うことができず、担体物質の担持量を高く維持できないことがある。一方、Ｃ量が過度に多くなると、検査用粒子に占める磁性成分の比率が低くなり、磁気特性を高く維持できないことがある。この点、Ｃ量が上記範囲となることで、担体物質の担持量と磁気特性とを高い水準でバランスよく実現することができる。なお、Ｃ量は、検査用粒子（重合体被覆金属磁性粒子）１００質量部に占める、重合体層に由来する炭素の含有量を示す。Ｃ量は、例えば実施例で後述するように炭素・硫黄分析装置を用いて測定することができる。
（粒径）
　検査用粒子の粒子径は、特に限定されないが、０．２μｍ～１０μｍであることが好ましい。粒子径が小さくなると磁性粒子の体積も小さくなり、磁場を掛けた際の集磁性が得られにくくなり好ましくない。また、粒子径が大きくなりすぎると検査用粒子が溶液中に沈降しやすくなるため好ましくない。
（特性）
　本実施形態の検査用粒子は、コアである金属磁性粒子の表面に被覆層および重合体層が順に積層されて構成される。これにより、検査用粒子は以下のような特性を示す。
　検査用粒子では、重合体層が式（１）で表される構造単位とアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含み、標的物質を捕捉する担体物質と結合しやすい。つまり、検査用粒子は、担体物質の担持量が多くなるように構成されている。具体的には、担体物質としてストレプトアビジンを検査用粒子に担持させ、このストレプトアビジン固定化粒子５０μｇにＡＬＰ－ビオチン（アルカリホスファターゼ－ビオチン）および発光色素（例えばルミホスプラス）を結合させ、その発光強度を測定する。発光強度とＡＬＰ－ビオチン濃度との相関を示す検量線を作成して、発光強度からＡＬＰ－ビオチン濃度を算出し、ビオチン結合量とした。本実施形態の検査用粒子は、ビオチン結合量が多く担体物質の担持能力に優れる。
　また、検査用粒子は、コアが金属磁性粒子であるため、例えばコアがポリマ粒子であって、その周囲に磁性粒子が付着した磁性ポリマ粒子と比較して、粒子に占める磁性成分の比率が高くなるように構成される。そのため、検査用粒子は高い飽和磁化を有する。具体的には、検査用粒子の飽和磁化は１００Ａｍ２／ｋｇ以上であることが好ましい。上限値は特に限定されないが、例えば２１０Ａｍ２／ｋｇ以下であるとよい。このような飽和磁化を有する検査用粒子によれば、集磁性が高く、磁場をかけて検査用粒子を回収する際の時間を短縮することができる。なお、飽和磁化の測定方法については実施例にて詳述する。
　また、検査用粒子は、コアが金属磁性粒子であるため、磁性ポリマ粒子と比較して保磁力が低くなるように構成される。具体的には、検査用粒子の保磁力Ｈｃが２０Ｏｅ以下であることが好ましい。下限値は特に限定されないが、例えば３Ｏｅ以上となる。このような保磁力を有する検査用粒子によれば、粒子の分散性を高めることができる。
（２）重合体被覆金属磁性粒子の製造方法
　次に、重合体被覆金属磁性粒子の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、準備工程、被覆層形成工程および重合体層形成工程を有する。以下、各工程について詳述する。
（準備工程）
　まず、コアとなる金属磁性粒子を準備する。準備する金属磁性粒子の飽和磁化は１００Ａｍ２／ｋｇ以上２１０Ａｍ２／ｋｇ以下であることが好ましい。また、得られる検査用粒子の優れた飽和磁化を担保する観点から、金属磁性粒子として、鉄粒子または鉄基合金粒子を用いることが好ましい。
（被覆層形成工程）
　続いて、金属磁性粒子の表面に、シリコン酸化物で構成される被覆層を形成する。この形成方法としては、例えばゾル‐ゲル法を採用することができる。
　具体的には、まず、水を含む溶媒に金属磁性粒子を添加し、金属磁性粒子が分散するスラリーを得る。続いて、このスラリーを撹拌しつつ、その中にシリコンアルコキシドを添加する。シリコンアルコキシドは、アルコキシ基が水の作用により加水分解することで、シラノール誘導体を生成する。シリコンアルコキシドの添加量は、金属磁性粒子１００質量部に対して、Ｓｉ質量として０．１質量部～５．０質量部であることが好ましい。シラノール誘導体は、金属磁性粒子の表面に付着して反応層を形成する。続いて、シリコンアルコキシドを添加して所定時間が経過した後、スラリーを含む溶媒を撹拌しつつ、加水分解触媒を添加する。これにより、シラノール誘導体に残存するアルコキシ基を加水分解させる。また加水分解触媒の添加とともに、溶媒を加熱する。加熱によりシラノール誘導体が縮合または重合することによりポリシロキサン構造を形成し、さらなる加熱によりシリカ（ＳｉＯ２）を形成する。そして、溶媒を乾燥させ、金属磁性粒子の表面に、シリコン酸化物で構成される被覆層が形成されたシリカ被覆粒子を得る。
　シリコンアルコキシドとしては、従来公知のものを用いることができ、例えば、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリプロポキシシラン、テトラプロポキシシラン、トリブトキシシラン、トリブトキシシラン等を使用することができる。
　加水分解触媒としては、金属磁性粒子を構成する金属成分の溶解を抑制する観点から、アルカリ触媒を用いることが好ましい。アルカリ触媒としては、例えばアンモニア水を用いることができる。
　なお、シリコンアルコキシドや加水分解触媒の添加量、シリコンアルコキシドや加水分解触媒の反応時間は、被覆層の厚さに応じて適宜変更するとよい。例えば被覆層の厚さが１ｎｍ～８０ｎｍとなるように適宜調整するとよい。また、スラリーを含む溶媒の加熱温度は、シリコンアルコキシドの加水分解や金属磁性粒子の表面へのシラノール誘導体の付着の反応性の観点から、例えば２０℃～７０℃とするとよい。溶媒としては、水のみ、もしくは、水および有機溶媒を含む混合溶媒を用いることができる。
（重合体層形成工程）
　続いて、シリカ被覆粒子の表面に重合体層を形成する。
　具体的には、まずシリカ被覆粒子と水を含む溶媒とを混合し、分散液を調製する。続いて、この分散液を撹拌しつつ、シランカップリング剤として、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランを添加して混合する。アルコキシシランは水との反応によりアルコキシ基が加水分解し、シリコン酸化物で構成される被覆層と結合すると考えられる。シランカップリング剤を添加した後、好ましくはＮａＯＨ、ＮＨ３等のアルカリを添加して液のｐＨを８以上にした後で、式（２）で示される化合物を添加する。このアルカリ添加には、シランカップリング剤の反応性向上および式（２）の化合物の水に対する溶解性を向上させる効果がある。被覆層に結合したシランカップリング剤を起点として、このシランカップリング剤のアクリル基またはメタクリル基と、式（２）の化合物の化学構造中のアクリル基もしくはメタクリル基、または未結合のシランカップリング剤中のアクリル基もしくはメタクリル基とが結合することで、重合体層が形成されると考えられる。重合体層を構成する重合体は、上記式（１）で示される構造単位と、シランカップリング剤に由来する化学構造とを有する。
　式（２）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。Ｒ２およびＲ３のアルキレン基について、それぞれの炭素数が１の場合は分子鎖が短くなり、担体物質の担持量が少なくなる懸念があるため好ましくなく、それぞれの炭素数が７以上の場合は疎水性が高まって重合反応をしにくくなり生産性が低下するおそれがあるため好ましくない。
　式（２）の化合物としては、シランカップリング剤との反応性とともに、重合体層と担体物質との結合性を高め担持量を増やす観点からは、Ｒ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基またはフェニレン基であることが好ましい。重合体層への担体物質の担持量をより増やす観点からは、後述の実施例に示すように、Ｒ３がフェニレン基であることがより好ましい。
　シランカップリング剤としては、式（２）の化合物と重合できるように、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランを使用する。重合体層において、担体物質の担持量をより確実に増やす観点から、このアルコキシシランは分子鎖が長く、かさ高い化学構造を有することが好ましく、具体的にはアクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有することが好ましい。また、式（２）の化合物との反応性を高め、重合体をより確実に重合させる観点からは、このアルコキシシランがアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有することが好ましい。
　シランカップリング剤および式（２）の化合物の添加量は、重合体層を所望の厚さで形成できる範囲で調整するとよい。例えば、シランカップリング剤の添加量は、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して０．１質量部～４０質量部であることが好ましく、５．０質量部～４０質量部であることがより好ましく、１５質量部～４０質量部であることがさらに好ましく、０．１質量部～１０質量部であってもよい。シランカップリング剤の添加量を、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して１５質量部～４０質量部とすることで、金属磁性粒子の保存安定性を高めることができる。また、式（２）の化合物の添加量は、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して１００質量部～７００質量部であることが好ましく、１００質量部～５００質量部であってもよい。また、式（２）の化合物の添加量は、シランカップリング剤の添加量に対して質量として１０倍～１００倍であることが好ましい。なお、保存安定性とは、重合体被覆金属磁性粒子に担持させた担体物質が、時間が経過した後でも脱離せずに担持した状態を維持できるような安定性を示す。具体的には、保存安定性の指標となる担持量の維持率αは、重合体被覆金属磁性粒子に担体物質を担持させたときの初期の担持量をＡ、所定時間が経過した後の担持量をＢとしたとき、α＝Ｂ／Ａ×１００［％］で算出される。保存安定性が高い場合、所定時間経過後の担持量Ｂが初期の担持量Ａから大きく変動しないことを示す。維持率αは特に限定されないが、例えば３０％以上であるとよい。
　重合体の形成に際し、式（２）の化合物を添加した後、重合開始剤を添加することが好ましい。重合開始剤の添加により、シランカップリング剤と式（２）の化合物との結合をより促進させることができる。重合開始剤としては、反応性の観点から、カルボキシル基を有する水溶性アゾ重合開始剤を用いることが好ましい。なお、重合開始剤の添加量は、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して１０質量部～１００質量部であることが好ましい。
　重合反応の終了後、被覆層の表面に重合体層が形成された検査用粒子を溶媒中から例えば磁石を用いて回収し、洗浄を行う。これにより、本実施形態の検査用粒子を得る。
　上述した検査用粒子を用いた、標的物質の測定方法は例えば以下のとおりである。まず、検査用粒子に担体物質を結合させ、担体物質固定化粒子を得る。この担体物質固定化粒子を試料溶液に添加する。続いて、担体物質固定化粒子により、試料溶液に含まれる標的物質を捕捉する。その後、試料溶液に分散する担体物質固定化粒子を磁気により集めて回収する。そして、回収した担体物質固定化粒子に捕捉される標的物質を従来公知の方法により測定する。
　以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。本実施例では、金属磁性粒子の表面に被覆層および重合体層を形成し、重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
＜実施例１＞（１）重合体被覆金属磁性粒子の作製
　まず、金属磁性粒子として、カルボニル鉄粉（ＢＡＳＦ社製、ＨＳグレード　Ｄ５０：２．３μｍ）を準備した。
　続いて、カルボニル鉄粉の表面に、シリコン酸化物から構成される被覆層を形成した。具体的には、まず、１０Ｌ反応槽にイソプロピルアルコール５４５１ｇ、純水８２０ｇを添加し、窒素雰囲気中で撹拌した。この溶液にカルボニル鉄粉（以下、Ｆｅ粒子ともいう）１６５０ｇを投入し、４０℃で撹拌した。続いて、テトラエトキシシラン（和光純薬工業社）２５７．４ｇ、イソプロピルアルコール５０ｇを投入し、５分そのまま撹拌した。その後、２５％質量アンモニア水５６７．３ｇを９０分かけて添加した。アンモニア水の添加開始と同時に、送液用のポンプを稼働させて高圧ホモジナイザー（株式会社エスエムテー製、ＬＡＢ１０００）に送液した。送液と同時に高圧ホモジナイザーを１５０ｂａｒの圧力にセットして分散処理を実施した。分散処理が終わった反応液は１０Ｌ反応槽に戻るようにセットした。アンモニア水の添加後、６０分そのまま撹拌した。分散処理は反応が終了するまで実施した。得られたスラリーをろ過し、ケーキは窒素中で１１０℃で乾燥した。これにより、カルボニル鉄粉の表面にシリコン酸化物の被覆層が形成されたシリカ被覆粒子を得た。
　次に、シリカ被覆粒子の表面に重合体層を形成した。具体的には、シリカ被覆粒子１．８８ｇ（シリカ含有量０．０４ｇ）と純水３０ｇとを混合し、超音波処理を３０分行った。超音波処理した懸濁液と純水２０４．７６ｇを３００ｍＬセパラブルビーカーに投入し、０．１Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスで３０分バブリングした。窒素ガスの流路を液中へのバブリングから液の上部空間へのフローに変更し、３５℃に昇温しながら撹拌した。昇温後、シランカップリング剤として、下記式（３）に示す３－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製）０．１１９ｇを投入し、３０分撹拌した。さらに、式（２）で示される化合物（モノマ）として、下記式（４）に示す２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸（東京化成工業社）６．６７ｇと、５ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液５ｍＬとを加え、３０分撹拌した。その後、６５℃へ昇温しながらさらに３０分撹拌した。２，２’－アゾビス［Ｎ－（２－カルボキシエチル）－２－メチルプロピオンアミジン］ｎ水和物（和光純薬工業社）０．９９４ｇを純水５ｇに溶解し、反応槽へ投入した。添加後、４時間そのまま撹拌した。重合反応終了後、磁石で粒子を回収し上澄みを除去し、これを純水５０ｇに再分散させて、磁石で粒子を回収し上澄み除去した。この純水への再分散から上澄み除去までの洗浄操作をさらに４回繰り返し、得られた粒子を純水中に分散した。これにより、実施例１の重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを得た。
　なお、実施例１の作製条件を下記表１に示す。
（２）評価
　作製した重合体被覆金属磁性粒子について、担体物質の担持量、磁気特性として飽和磁化および保磁力、Ｃ量、そして、粒子径を以下の方法により評価した。
（担持量）
　担体物質の担持量は検査用粒子の単位質量当たりのビオチンの結合量により評価した。以下において、ＥＤＣは東京化成工業社製の1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Hydrochlorideであり、ＭＥＳは2-(N-morpholino)ethanesulfonic acidであり、ＮＨＳは和光純薬工業社製のN-Hydroxysuccinimideであり、ＰＢＳはリン酸緩衝生理食塩水であり、ＴＢＳはトリス緩衝生理食塩水であり、ＴＢＳＴはＴｗｅｅｎ２０を含むＴＢＳである。初めに、重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを加熱乾燥して重合体被覆金属磁性粒子を得た。得られた重合体被覆金属磁性粒子１ｍｇに、ＥＤＣ濃度５ｍｇ／ｍＬである０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳバッファー溶液１ｍＬを加え、３０分間ボルテックスミキサーで攪拌した。撹拌後、磁性粒子を磁石選別し、０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳバッファー溶液１ｍＬで３回洗浄した。続いて、ＮＨＳ濃度０．８ｍｇ／ｍＬである０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳバッファー溶液１ｍＬを加え、３０分間ボルテックスミキサーで攪拌した。撹拌後、磁石選別し、０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＭＥＳバッファー溶液１ｍＬで３回洗浄した。続いて、ストレプトアビジン（和光純薬工業社製）濃度０．２ｍｇ／ｍＬである０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＰＢＳバッファー溶液（ｐＨ５．７）１ｍＬを加え、３０分間ボルテックスミキサーで攪拌した。撹拌後、磁石選別し、０．０１ｍｏｌ／Ｌ　ＰＢＳバッファー溶液１ｍＬで３回洗浄後、ストレプトアビジン固定化粒子を得た。続いて、ストレプトアビジン固定化粒子５０μｇにＡＬＰ－Ｂｉｏｔｉｎ（サーモフィッシャー社製）濃度０．０１ｍｇ／ｍＬである１×ＴＢＳバッファー液１００μＬを加え、３０分、静置保持した。その後、磁石選別し、ＴＢＳＴバッファー液２００μＬで３回洗浄した。そして、ＴＢＳ５０μＬに懸濁し、ウェルプレートに移し、発光色素としてＬｕｍｉｐｈｏｓ　ｐｌｕｓ（和光純薬工業社製）５０μＬを加え、５分後、マイクロプレートリーダーで発光強度を測定した。そして、発光強度とＡＬＰ－ビオチン濃度との検量線を作成し、その検量線からＡＬＰ－ビオチン濃度を算出して、ビオチン結合量とした。後述する比較例１の検査用粒子の単位質量当たりのビオチン結合量を１００として、相対値でビオチン結合量を算出した。この相対値が１３０以上である場合、ビオチン結合量が多く、担体物質の担持量が多いと評価される。なお、発光強度の測定では、マイクロプレートリーダー（コロナ電気株式会社製「ＳＨ－９０００Ｌａｂ」）を用いて、測定条件として、測定方式を発光、ゲート時間を１．０秒とした。
（保存安定性）
　保存安定性は、上述した担持量の評価方法で得られたストレプトアビジン固定化粒子を用いて評価を行った。本実施例では、上記担持量の評価方法で得られたストレプトアビジン固定化粒子について、初期のビオチン結合量、所定時間経過後のビオチン結合量をそれぞれ求め、その維持率を算出した。
　具体的には、上記担持量の評価方法で得られたストレプトアビジン固定化粒子について、算出したビオチン結合量を、初期のビオチン結合量とした。
　一方、ストレプトアビジン固定化粒子を３７℃の環境下で４日間、静置保持した。所定時間の保管後、ストレプトアビジン固定化粒子５０μｇにＡＬＰ－Ｂｉｏｔｉｎ（サーモフィッシャー社製）濃度０．０１ｍｇ／ｍＬである１×ＴＢＳバッファー液１００μＬを加え、３０分、静置保持した。その後、磁石選別し、ＴＢＳＴバッファー液２００μＬで３回洗浄した。そして、ＴＢＳ５０μＬに懸濁し、ウェルプレートに移し、発光色素としてＬｕｍｉｐｈｏｓ　ｐｌｕｓ（和光純薬工業社製）５０μＬを加え、５分後、マイクロプレートリーダーで発光強度を測定した。そして、発光強度とＡＬＰ－ビオチン濃度との検量線を作成し、その検量線からＡＬＰ－ビオチン濃度を算出して、ビオチン結合量とした。このビオチン結合量を、３７℃４日後のビオチン結合量とした。
　そして、保存安定性を以下に示す式で算出される維持率により評価した。本実施例では、上記維持率が３０％以上であれば、保存安定性に優れるものと評価した。
　（維持率[％]）＝（３７℃４日後のビオチン結合量）／（初期のビオチン結合量）×１００
（磁気特性）
　重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを加熱乾燥して重合体被覆金属磁性粒子を得た。得られた重合体被覆金属磁性粒子は振動試料型磁力計（ＶＳＭ）（東英工業社製ＶＳＭ－５）を用い、印加磁場７９８ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）、Ｍ測定レンジ０.０５Ａ・ｍ２（５０ｅｍｕ）、時定数０.０３秒、ウエイトタイム０.１秒で飽和磁化および保磁力の磁気特性を測定した。また、本測定には東英工業社製付属ソフト（Ｖｅｒ.２.１）を使用した。本実施例では、飽和磁化が１００Ａｍ２／ｋｇ以上であれば、磁場をかけたときに重合体被覆金属磁性粒子を短時間で集めることができ、集磁性に優れるものと判定し、保磁力が２０Ｏｅ以下であれば、重合体被覆金属磁性粒子を磁場から離したときに分散するまでの時間が短く、分散性に優れるものと判定した。なお、表１には、保磁力Ｈｃについては単位［Ｏｅ］と［ｋＡ／ｍ］で並記した。
（Ｃ量）
　重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを加熱乾燥して重合体被覆金属磁性粒子を得た。得られた重合体被覆金属磁性粒子の炭素含有量は、炭素・硫黄分析装置（堀場製作所製のＥＭＩＡ－９２０Ｖ２）を用いて測定した。
（粒子径）
　重合体被覆金属磁性粒子の粒子径は、重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーの粒度分布をレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置（マイクロトラック・ベル株式会社製の「ＳＹＮＣ」）を用いて測定し、得られた体積基準の粒度分布に基づき、累積５０％径であるＤ５０（単位：μｍ）を求めた。
（３）評価結果
　各評価結果を表２にまとめる。
　表２に示すように、実施例１の重合体被覆金属磁性粒子は、Ｄ５０が２．２μｍ、ビオチン結合量が３０３、飽和磁化が１９７Ａｍ２／ｋｇ、保磁力Ｈｃが５Ｏｅ、Ｃ量が３％であることが確認された。つまり、実施例１では、担体物質の担持量が多いこと、飽和磁化が高く集磁性に優れること、そして、保磁力が低く磁気分離性に優れることが確認された。なお、被覆層の厚さを透過型電子顕微鏡で観察したところ、その厚さが１ｎｍ～８０ｎｍの範囲にあることが確認された。
　担持量を多くできたのは、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランと、式（２）の化合物として２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸とを用いて重合体層を形成したためである。実施例１では、重合体層を形成する重合体が、２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸に由来し、式（１）を満たす構造単位と、所定のアルコキシシランに由来する構造単位とを含むように構成される。２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸に由来する構造単位は、エチル基やメタクリル基、フェニレン基により、長い分子鎖を有する。そのため、重合体層はストレプトアビジンを結合させやすく、その担持量を増やすことができる。また、実施例１では、コアをＦｅ粒子としたため、飽和磁化を高くして集磁性を向上させつつ、保磁力を低くして磁気分離性を向上できたものと考えられる。また、重合体層に由来するＣ量が０．５質量％～１０質量％であって、重合体層が適度な厚さで形成されることで、担持量と磁気特性とを両立できたものと考えられる。
　また、実施例１の重合体被覆金属磁性粒子は、担持量の維持率が３７％と高く、保存安定性に優れることが確認された。これは、シランカップリング剤の添加量を、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して５．０質量部～４０質量部、式（２）の化合物の添加量を、被覆層が形成された金属磁性粒子１００質量部に対して１００質量部～５００質量部とすることで、重合体層を被覆層の上に一様に形成できたため、と考えられる。
（実施例２～５）
　実施例２～５では、表１に示すように、アルコキシシランや式（２）の化合物、金属磁性粒子の種類を適宜変更した以外は、実施例１と同様に重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
　アルコキシシランとしては、下記式（５）に示す３－アクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いた。
　式（２）の化合物として、下記式（６）に示す２－アクリロイルオキシエチルコハク酸を用いた。
　金属磁性粒子としては、Ｆｅ－Ｂ合金粒子もしくはＦｅ－Ｎｉ合金粒子を用いた。
　Ｆｅ－Ｂ合金粒子は以下のように作製した。まず、５００ｍｌのビーカーに塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を１１．３ｇ、塩化アンモニウムを１５．９ｇ、グルコン酸ナトリウムを６２．３ｇを３０℃の水２８５．７ｇに溶解させた。続いて２５％アンモニア水２８．２ｇを投入し、原料溶液のｐＨを９とした。続いて液温を５０℃に調整し、３００ｒｐｍで攪拌しながら、水２１４．２ｇに水素化ホウ素ナトリウム２１．７ｇを混合した溶液を投入し、１０分間熟成させた。生成した粒子を磁石で回収してエタノールで洗浄することで、Ｆｅ－Ｂ合金粒子を得た。なお、ホウ素の含有量は９．２ｗｔ％であった。
　Ｆｅ－Ｎｉ合金粒子としては、Ｆｅの含有量が５０％、Ｎｉの含有量が５０％の粒子を用いた。
　実施例２～５の重合体被覆金属磁性粒子について実施例１と同様に評価を行った。その結果、表２に示すように、実施例２～５は、実施例１と同様にビオチン結合量が多く、飽和磁化が高く、そして保磁力が低くなることが確認された。また、実施例２～５では、被覆層の厚さや保存安定性が実施例１と同程度であることが確認されている。
　また、実施例１～５では、シランカップリング剤として、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有するアルコキシシランを用いたため、具体的には、アクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有するアルコキシシランを用いたため、重合体被覆金属磁性粒子での担持量をより増やせることが確認できた。
　また、実施例１～５を比較したとき、式（２）の化合物として、Ｒ３がフェニレン基である式（４）のフタル酸を用いた実施例１、３、４では、Ｒ３がアルキレン基である式（６）のコハク酸を用いた実施例２、５よりもビオチン結合量を高くできることが確認された。このことから、重合体層において、よりかさ高い化学構造を導入することで、ストレプトアビジンの担持量を高め、その結果、ビオチンをより捕捉できることが考えられる。
（比較例１～５）
　比較例１～５では、表１に示すように、アルコキシシランの種類を下記式（７）～（８）、式（２）の化合物の種類を下記式（９）～（１１）の化合物に適宜変更した以外は、実施例１と同様に重合体被覆金属磁性粒子を作製した。式（７）はトリメトキシ－４－ビニルフェニルシランを、式（８）はトリエトキシビニルシランをそれぞれ示す。式（９）はスチレンを、式（１０）はアクリル酸２－カルボキシエチルを、式（１１）は４－ビニル安息香酸をそれぞれ示す。比較例１～５の重合体被覆金属磁性粒子について、実施例１と同様に評価を行った。その結果を表２に示す。
　表２に示すように、比較例１～３では、飽和磁化が高く、保磁力が低くなるものの、実施例１～５と比較してビオチン結合量が低くなることが確認された。これは、重合体層の形成において、式（２）を満たす化合物を使用せずに、スチレンやアクリル酸２－カルボキシルエチル、４－ビニル安息香酸を使用したためである。比較例１～３では、実施例１～５のように、重合体層に分子鎖が長く、かさ高い化学構造を導入できず、ストレプトアビジンとの結合を効率よくできなかったためと推測される。
　また、比較例４、５では、表２に示すように、実施例１～５と比較して、ビオチン結合量が低く、また磁気特性も低い傾向にあることが確認された。これは、重合体層の形成において、シランカップリング剤として、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランを使用せず、アクリル基やメタクリル基を持たないトリメトキシ－４－ビニルフェニルシランやトリエトキシビニルシランを使用したためである。比較例４、５では、重合体層について、ストレプトアビジンを結合しやすいように構成できず、またＣ量を０．５質量％～１０質量％となるように構成できないためと推測される。なお、比較例１～５はビオチン結合量が少ないことから、保存安定性については評価を行っていない。
（実施例６～１６）
　実施例６～１６では、表３に示すように、アルコキシシラン（シランカップリング剤）や式（２）の化合物、金属磁性粒子の種類を適宜変更した以外は、実施例１と同様に重合体被覆金属磁性粒子を作製した。そして、作製した重合体被覆金属磁性粒子について実施例１と同様に評価を行った。実施例６～１６についての各評価結果を表４にまとめる。
　アルコキシシランとしては、下記式（１２）に示す３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、又は下記式（１３）に示す３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランを用いた。
　また、式（２）の化合物として、下記式（１４）に示す２－メタクリロイルオキシエチルコハク酸、下記式（１５）に示す２－アクリロイルオキシエチルフタル酸、下記式（１６）に示す２－アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸を用いた。
　実施例６では、実施例５と同様に、Ｆｅの含有量が５０％、Ｎｉの含有量が５０％であるＦｅ－Ｎｉ合金粒子の表面にシリコン酸化物の被覆層を形成し、シリカ被覆粒子を得た。続いて、シリカ被覆粒子の表面に重合体層を形成した。具体的には、シリカ被覆粒子８．００ｇ（シリカ含有量０．１６ｇ）と純水４０ｇとを混合し、超音波処理を１０分行った。超音波処理した懸濁液と純水４８８．６３ｇを１Ｌビーカーに投入し、０．１Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスで３０分バブリングした。窒素ガスの流路を液中へのバブリングから液の上部空間へのフローに変更し、３５℃に昇温しながら撹拌した。昇温後、シランカップリング剤として、上記式（１２）に示す３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン（信越化学工業社製）１．６１ｇを投入し、３０分撹拌した。さらに、式（２）で示される化合物（モノマ）として、上記式（１５）に示す２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸（東京化成工業社）４４．９４ｇを純水１５０ｇと１０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液７０ｇに溶解し、反応槽へ投入し３０分撹拌した。その後、６５℃へ昇温しながらさらに３０分撹拌した。２，２‘－アゾビス［Ｎ－（２－カルボキシエチル）－２－メチルプロピオンアミジン］ｎ水和物（和光純薬工業社）６．６９ｇを純水３０ｇに溶解し、反応槽へ投入した。添加後、４時間そのまま撹拌した。重合反応終了後、磁石で粒子を回収し上澄みを除去し、これを純水２００ｇに再分散させて、磁石で粒子を回収し上澄み除去した。この純水への再分散から上澄み除去までの洗浄操作をさらに４回繰り返し、得られた粒子を純水中に分散した。これにより、実施例６の重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを得た。
　実施例７～９では、表３に示すように、式（２）で示される化合物（モノマ）の種類を適宜変更した以外は実施例６と同様に、重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
　実施例１０では、実施例１と同様にして作製したシリカ被覆粒子の表面に重合体層を形成した。具体的には、シリカ被覆粒子８．００ｇ（シリカ含有量０．１６ｇ）と純水４０ｇとを混合し、超音波処理を１０分行った。超音波処理した懸濁液と純水５１７．９４ｇを１Ｌビーカーに投入し、０．１Ｌ／ｍｉｎの窒素ガスで３０分バブリングした。窒素ガスの流路を液中へのバブリングから液の上部空間へのフローに変更し、３５℃に昇温しながら撹拌した。昇温後、シランカップリング剤として、上記式（１２）に示す３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン（信越化学工業社製）１．８４ｇを投入し、３０分撹拌した。さらに、式（２）で示される化合物（モノマ）として、上記式（１５）に示す２－メタクリロイルオキシエチルフタル酸（東京化成工業社）３０．８ｇを純水１５０ｇと１０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液５５ｇに溶解し、反応槽へ投入し３０分撹拌した。その後、６５℃へ昇温しながらさらに３０分撹拌した。２，２‘－アゾビス［Ｎ－（２－カルボキシエチル）－２－メチルプロピオンアミジン］ｎ水和物（和光純薬工業社）４．５９ｇを純水２０ｇに溶解し、反応槽へ投入した。添加後、４時間そのまま撹拌した。重合反応終了後、磁石で粒子を回収し上澄みを除去し、これを純水２００ｇに再分散させて、磁石で粒子を回収し上澄み除去した。この純水への再分散から上澄み除去までの洗浄操作をさらに４回繰り返し、得られた粒子を純水中に分散した。これにより、実施例１０の重合体被覆金属磁性粒子が分散するスラリーを得た。
　実施例１１～１４では、表３に示すように、式（２）で示される化合物（モノマ）の種類を適宜変更した以外は実施例１０と同様に、重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
　実施例１５では、表３に示すように、重合体層を形成する際に、シランカップリング剤として、上記式（１３）に示す３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン２．０５ｇに変更した以外は、実施例１０と同様に重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
　実施例１６では、表３に示すように、重合体層を形成する際に、シランカップリング剤として、上記式（５）に示す３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン１．８５ｇに変更した以外は、実施例１０と同様に重合体被覆金属磁性粒子を作製した。
　表４に示すように、実施例６～９では、実施例５と同様にビオチン結合量が多く、飽和磁化が高く、そして保磁力が低くなることが確認された。また実施例１０～１６では、実施例１と同様にビオチン結合量が多く、飽和磁化が高く、そして保磁力が低くなることが確認された。なお、実施例６～１６では、被覆層の厚さが実施例１と同等であることが確認されている。
　また、実施例６～１６では、実施例１～５と比較して担持量の維持率が高く、保存安定性に優れることが確認された。実施例６などでは、シランカップリング剤の添加量を実施例１よりも多くしており、被覆層上に重合体層を厚く、また一様に形成できたため、と推測される。
　以上のように、重合体被覆金属磁性粒子において、重合体層を、式（１）で表される構造単位と、アクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含むように構成することで、検査対象となる標的物質を捕捉できる担体物質、例えばストレプトアビジンを結合させやすく、その担持量を高くすることができる。また、コアを金属磁性粒子とすることで、重合体被覆金属磁性粒子に占める磁性金属の比率を高め、その集磁性や磁気分離性を向上させることができる。

Claims (17)

  1. 　金属磁性粒子と、
    　前記金属磁性粒子の表面に設けられ、シリコン酸化物から構成される被覆層と、
    　前記被覆層の表面に設けられ、式（１）で表される構造単位とアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランとの重合体を含む重合体層と、を備える、
    　重合体被覆金属磁性粒子。
    （式（１）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。）
  2. 　前記式（１）においてＲ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基、フェニレン基またはシクロへキシレン基である、
    　請求項１に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  3. 　前記式（１）中のＲ３がフェニレン基である、
    　請求項２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  4. 　前記アルコキシシランが、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有する、
    　請求項１又は請求項２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  5. 　前記アルコキシシランがアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有する、
    　請求項４に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  6. 　前記金属磁性粒子が鉄粒子または鉄基合金粒子である、
    　請求項１または２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  7. 　飽和磁化が１００Ａｍ２／ｋｇ以上２１０Ａｍ２／ｋｇ以下である、
    　請求項１または２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  8. 　レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積５０％粒子径が０．２μｍ～１０μｍである、
    　請求項１または２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  9. 　Ｃ量が０．５質量％以上１０質量％以下である、請求項１または２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  10. 　Ｃ量が０．１質量％以上１０質量％以下である、請求項１または２に記載の重合体被覆金属磁性粒子。
  11. 　重合体被覆金属磁性粒子の製造方法であって、
    　金属磁性粒子の表面にシリコン酸化物から構成される被覆層を形成する工程と、
    　前記被覆層が形成された金属磁性粒子、水、およびアクリル基またはメタクリル基を有するアルコキシシランを混合した後に、式（２）で表される化合物を添加して重合させることにより、前記被覆層上に重合体層を形成する工程と、を有する、
    　重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
    （式（２）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２は炭素数２以上６以下の直鎖または分岐のアルキレン基を示し、Ｒ３は炭素数２以上６以下のアルキレン基、シクロヘキシレン基またはフェニレン基を示す。）
  12. 　前記式（２）においてＲ２がエチレン基であり、Ｒ３がアルキレン基、フェニレン基またはシクロへキシレン基である、
    　請求項１１に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
  13. 　前記式（２）中のＲ３がフェニレン基である、
    　請求項１２に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
  14. 　前記アルコキシシランが、アクリル基またはメタクリル基と炭素数３～６のアルキレン基とを有する、
    　請求項１１または請求項１２に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
  15. 　前記アルコキシシランがアクリロキシプロピル基またはメタクリロキシプロピル基を有する、
    　請求項１４に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
  16. 　前記金属磁性粒子が鉄粒子または鉄基合金粒子である、
    　請求項１１または請求項１２に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
  17. 　前記重合体層を形成する工程において、重合開始剤として、カルボキシル基を有する水溶性アゾ重合開始剤を用いる、
    　請求項１１または請求項１２に記載の重合体被覆金属磁性粒子の製造方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013167528A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Hitachi Maxell Ltd フッ素含有ポリマーコーティングが施された機能性粒子
WO2018043633A1 (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 国立大学法人東北大学 磁性体複合粒子およびその製造方法、並びに免疫測定用粒子
JP2019082356A (ja) * 2017-10-30 2019-05-30 Jsr株式会社 磁性粒子および検出・分離方法
WO2021039828A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 シリコン酸化物被覆Ｆｅ系軟磁性粉末およびその製造方法
JP2021060339A (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 東ソー株式会社 抗体結合用磁性粒子およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013167528A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Hitachi Maxell Ltd フッ素含有ポリマーコーティングが施された機能性粒子
WO2018043633A1 (ja) * 2016-09-01 2018-03-08 国立大学法人東北大学 磁性体複合粒子およびその製造方法、並びに免疫測定用粒子
JP2019082356A (ja) * 2017-10-30 2019-05-30 Jsr株式会社 磁性粒子および検出・分離方法
WO2021039828A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 シリコン酸化物被覆Ｆｅ系軟磁性粉末およびその製造方法
JP2021060339A (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 東ソー株式会社 抗体結合用磁性粒子およびその製造方法

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