在表面具有反应性官能团的二氧化硅颗粒及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在表面具有反应性官能团的二氧化娃颗粒及其制造方法。
【背景技术】 阳00引近年来，数皿~Iym左右的微粒被用于各种领域中并受到了注目。例如有用于 吸附剂、催化剂等的多孔质二氧化娃颗粒或沸石颗粒，用于颜料的炭黑、金属氧化物颗粒、 无机化合物颗粒，用于导电材料的金属纳米颗粒，用于树脂的增强剂的二氧化娃颗粒等，上 述微粒的材质和用途设及多个方面。另外，特别是在生物技术的领域中，期待将半导体纳米 颗粒或含有巧光色素的二氧化娃纳米颗粒等作为新型标记用颗粒的应用。另外，含有高浓 度色素的二氧化娃纳米颗粒具有高摩尔吸光系数，因此期待其作为更高灵敏度的标记用颗 粒的应用。
[0003] 上述标记用颗粒通过使具有与特定目标分子的结合能力的生物体分子（蛋白质 或核酸等）结合在其表面，而能够用作可用于目标分子的检测、定量、染色等的标记试剂。
[0004] 除了利用物理吸附来进行W外，还可通过藉由标记用颗粒表面所存在的反应性官 能团使两者共价结合来进行标记用颗粒与生物体分子的结合。通过利用共价结合，可得到 更强固、稳定的标记生物体分子。作为在二氧化娃颗粒的表面导入反应性官能团的方法，已 知有在含有氨水的溶剂中使具有反应性官能团的有机烷氧基硅烷在二氧化娃的核颗粒表 面发生缩聚的方法（参见例如专利文献1)。
[O(K)日]现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2011-225381号公报
【发明内容】
[0008] 在二氧化娃颗粒表面导入反应性官能团时，通常采取将具有该官能团的硅烷偶联 剂与作为核的二氧化娃颗粒在酸性或碱性的水溶液中进行混合的方法。由此，利用水溶液 中的水分将硅烷偶联剂水解，接着与二氧化娃颗粒表面的径基之间发生缩聚反应，将反应 性官能团导入到二氧化娃颗粒表面。但是，在该方法中，不能避免具有反应性官能团的硅烷 偶联剂之间发生缩聚。因此，在核颗粒表面的来源于具有反应性官能团的硅烷偶联剂的壳 层形成得较厚，大量的反应性官能团处于被埋在该壳层中的状态。目P，在现有的方法中，反 应性官能团向颗粒表面的导入为低效率的。
[0009] 本发明的课题在于提供一种二氧化娃颗粒，其是在表面W特定密度具有硫醇基的 纳米尺寸二氧化娃颗粒，其中，提高了该颗粒表面所存在的硫醇基在该颗粒所具有的硫醇 基的总量中所占有的比例。
[0010] 另外，本发明的课题在于提供一种生物体分子复合颗粒，其是在上述二氧化娃颗 粒表面藉由上述硫醇基结合生物体分子而成的。
[0011] 另外，本发明的课题在于提供一种免疫层析方法，该方法中使用结合有抗体或抗 原作为生物体分子的生物体分子复合颗粒。
[0012] 此外，本发明的课题在于提供一种二氧化娃颗粒的制造方法，该方法能够更为有 效地在表面导入特定的反应性官能团。
[0013] 本发明人发现，若将二氧化娃颗粒W在其表面具有结合水的状态分散在有机溶剂 中并在该有机溶剂中混合具有硫醇基等反应性官能团的硅烷偶联剂，则能够有效地在该二 氧化娃颗粒表面导入该反应性官能团。也即发现，由于利用上述结合水仅在颗粒表面进行 上述硅烷偶联剂的水解和缩聚反应，因而上述硅烷偶联剂彼此之间不容易发生缩聚反应， 其结果可大幅抑制具有反应性官能团的壳层的厚度。
[0014] 另外发现，在将运样得到的在二氧化娃颗粒的表面藉由该反应性官能团结合生物 体分子并用作免疫层析法等的标记试剂时，该标记试剂的非特异性吸附受到抑制、背景信 号降低，由此信噪比增大，可进行更高灵敏度的分析。
[0015] 本发明是基于运些技术思想而完成的。
[0016] 本发明的课题是通过下述手段达成的。
[0017]山
[0018] 一种二氧化娃颗粒，其在表面具有硫醇基，其中，该二氧化娃颗粒满足下述（a)和 化）：
[0019] (a)粒径为 20nm ~1000 nm ;
[0020] 化）二氧化娃颗粒表面的上述硫醇基的密度为0. 002个/nm2~0. 2个Aim2;
[0021] (C)二氧化娃颗粒的表面所存在的硫醇基的量B(个/1颗粒）相对于该二氧化娃 颗粒中的硫元素的量A(在每1个二氧化娃颗粒中的硫醇来源的硫元素个数）之比度/A) 为 0. 10 ~0.60。
[0022] 凹
[0023] 如[1]中所述的二氧化娃颗粒，其中，上述二氧化娃颗粒含有巧光性或吸光性的 色素。
[0024] [3]
[00对如山或凹中所述的二氧化娃颗粒，其中，上述硫醇基藉由亚烷基或亚烷基氧基 结合在二氧化娃颗粒表面。
[0026] [4]
[0027] 一种生物体分子复合颗粒，其是在[1]~[3]任一项所述的二氧化娃颗粒的表面 藉由上述硫醇基结合生物体分子而成的。
[0028][引
[0029] 如[4]中所述的生物体分子复合颗粒，其中，上述生物体分子为抗体或抗原。
[0030] [6]
[0031] 一种免疫层析方法，其使用[5]中所述的生物体分子复合颗粒。
[0032] [7]
[0033] 一种二氧化娃颗粒的制造方法，该二氧化娃颗粒在表面具有径基W外的反应性官 能团，其中，该方法包括：
[0034] 将在表面具有结合水的二氧化娃颗粒与具有径基W外的反应性官能团的硅烷偶 联剂在有机溶剂中混合，利用该结合水将该硅烷偶联剂水解。
[0035]閒
[0036] 如[7]中所述的制造方法，其中，上述的径基W外的反应性官能团为选自由硫醇 基、氨基、簇基、面原子、乙締基、环氧基、异氯酸醋基W及异硫氯酸醋基中的至少1种。
[0037] [9]
[00測如[7]或閒任一项所述的制造方法，其中，上述有机溶剂为极性非质子性溶剂或 碳原子数为2W上的醇。
[0039] [10]
[0040] 如[7]~[9]任一项所述的制造方法，其中，上述在表面具有结合水的二氧化娃颗 粒含有巧光性或吸光性的色素。
[0041] [11]
[0042] 如[7]~[10]任一项所述的制造方法，其中，上述在表面具有结合水的二氧化娃 颗粒在与上述硅烷偶联剂混合前利用亲水性有机溶剂实施了清洗处理。
[0043] 本发明的二氧化娃颗粒在表面W特定密度具有硫醇基，该颗粒表面的硫醇基在该 颗粒所具有的硫醇基的总量中所占有的比例大幅增高。
[0044] 本发明的生物体分子复合颗粒是在本发明的二氧化娃颗粒表面藉由硫醇基结合 生物体分子而成的，可有效地抑制用于分析试剂时的非特异性的吸附，可进一步提高检测 灵敏度。
[0045] 本发明的免疫层析方法使用本发明的生物体分子复合颗粒作为标记试剂，能够高 灵敏度地检测生物体分子所结合的目标物质。
[0046] 利用本发明的制造方法，能够更为有效地在二氧化娃颗粒表面导入特定的反应性 官能团。
[0047] 本发明的上述W及其它特征和优点可适当地参照所附的附图由下述记载进一步 得W明确。
【附图说明】 W48] 图1示意性地示出实施例中所使用的免疫层析装置的试条的结构。图1中（A)表 示俯视图、度）表示纵截面图。
【具体实施方式】
[0049] 下面基于本发明的优选实施方式对其进行详细说明。
[0050] 本发明的二氧化娃颗粒是粒径为20nm~1000 nm的二氧化娃颗粒，在其表面W特 定密度具有硫醇基，并且在该颗粒所具有的硫醇基的总量中，在该颗粒表面存在的硫醇基 的比例增高至特定的水平。
[0051] 另外，本发明的制造方法包括：将在表面具有结合水的二氧化娃颗粒与具有径基 W外的反应性官能团的硅烷偶联剂在有机溶剂中混合，利用该二氧化娃颗粒表面的结合水 将该硅烷偶联剂水解。
[0052] 下面首先对本发明制造方法的优选实施方式进行详细说明。
[0053][本发明的制造方法]
[0054](在表面具有结合水的二氧化娃颗粒）
[0055] 在表面具有结合水的二氧化娃颗粒（下文中有时称为"核颗粒"）只要在表面具有 径基、能够与后述的具有反应性官能团的硅烷偶联剂发生缩聚反应就没有特别限制。在使 用二氧化娃颗粒作为标记试剂的情况下，可W含有巧光性或吸光性的色素或者放射性物质 等标记物质。核颗粒优选含有巧光性或吸光性的色素，更优选含有巧光性色素。
[0056] 对核颗粒的优选实施方式进行说明。
[0057] 含有巧光性或吸光性的色素的核颗粒可W如下进行制备：使该色素与硅烷偶联剂 通过共价结合、离子结合及其它化学结合或者物理吸附进行结合，得到生成物（结合有巧 光性或吸光性的色素的有机烷氧基硅烷），使该生成物与1种或2种W上的硅烷化合物（娃 氧烧成分）在例如含有氨水的溶剂中发生水解?缩聚从而形成硅氧烷键，由此来制备该核 颗粒。另外，并不限于色素，含有放射性物质等其它标记物质的核颗粒也可W使用结合有标 记物质的硅烷偶联剂同样地进行制备。
[0058]另外，在二氧化娃颗粒中不含有标记物质的情况下，可W仅将上述硅烷化合物作 为原料，在含有氨水的溶剂中进行水解?缩聚，得到核颗粒。
[0059] 作为上述含有氨水的溶剂，例如可W在水/乙醇W体积比计为1/10~1/1的混合 液中按照氨浓度为0. 2~3wt%加入例如28%左右的氨水，使用所得到的溶液。
[0060] 对于上述硅烷化合物（硅氧烷成分）没有特别限制，优选使用四乙氧基硅烷 灯EOS)、四甲氧基硅烷之类的四烷氧基硅烷，其中