(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均シェル厚みが０．１ｎｍ以上、１０．０ｎｍ以下であるコア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応材料とを含み、且つ、該Ｘ線感応材料からなるＸ線感応粒子の表面に該コア／シェル型半導体ナノ粒子が結合してなる粒子（Ａ）
を含むことを特徴とするナノ粒子標識薬。
【請求項２】
前記Ｘ線感応材料がスカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、テルル（Ｔｅ）、ヨウ素（Ｉ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項３】
前記粒子（Ａ）が、前記コア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応材料とを結合するための物質を更に含むことを特徴とする請求項１または２に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項４】
前記結合するための物質がＳｉＯ2であることを特徴とする請求項３に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項５】
前記コア／シェル型半導体ナノ粒子のシェルにＳｉＯ2を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項６】
前記粒子（Ａ）が、更に磁性粒子を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項７】
前記磁性粒子が超常磁性物質、常磁性物質または強磁性物質であることを特徴とする請求項６に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項８】
前記超常磁性物質、常磁性物質または強磁性物質が金属酸化物であることを特徴とする請求項７に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項９】
前記金属酸化物がコバルトの酸化物、ニッケルの酸化物、マンガンの酸化物及び鉄の酸化物からなる群より選択されることを特徴とする請求項８に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項１０】
前記鉄の酸化物がＦｅ3Ｏ4またはγ−Ｆｅ2Ｏ3であることを特徴とする請求項９に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項１１】
前記常磁性物質がキレート化ガドリニウム複合体を母体とし、常磁性イオンをキレートの中に１種類以上を含むことを特徴とする請求項７に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項１２】
前記常磁性イオンがマンガン（Ｍｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）の内の１種類以上を含むことを特徴とする請求項１１に記載のナノ粒子標識薬。
【請求項１３】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるコア／シェル型半導体ナノ粒子の蛍光を検出することができる第一モダリティー、及び請求項１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるＸ線感応材料の吸収を検出することができる第二モダリティーを備えており、第一モダリティー及び第二モダリティーを同時に利用することができることを特徴とする高解像度インビボ画像を得るためのシステムと
請求項１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬と
の組み合わせ。
【請求項１４】
前記第一モダリティーが光学イメージングを含み、前記第二モダリティーがＸ線イメージングを含むことを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項１５】
請求項６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるコア／シェル型半導体ナノ粒子の蛍光を検出することができる第一モダリティー、請求項６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるＸ線感応材料の吸収を検出することができる第二モダリティー、及び請求項６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬における磁性粒子の磁性を検出することができる第三モダリティーを備えており、第一モダリティー、第二モダリティー及び第三モダリティーが同時に利用することができることを特徴とする高解像度インビボ画像を得るためのシステムと
請求項６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬と
の組み合わせ。
【請求項１６】
前記第一モダリティーが光学イメージングを含み、前記第二モダリティーがＸ線イメージングを含み、前記第三モダリティーが磁気共鳴イメージングを含むことを特徴とする請求項１５に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ粒子標識薬、及び該ナノ粒子標識薬を用いた高解像度インビボ画像を得るためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床画像診断の分野では２つの画像計測手法を組み合わせることで、様々な試薬を用いて体内での標識剤の位置情報から疾患の検出と位置情報の取得を一度に診断できるシステムが必要とされている。このような２つの異なるモダリティーの組み合わせたものとして、例えば、ＰＥＴとＣＴ、ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）と光学イメージング、Ｘ線と光学イメージングなどの組み合わせたものがある。【０００３】
光学イメージングは患者を電離放射線に曝さないので、診断モダリティーとしての受容度が常に高い。光学イメージングは正常と腫瘍組織との吸収、散乱及び／または蛍光の差異の検出に基づく。蛍光分子（即ち、光学イメージング剤）は次いで、励起光とスペクトル的に識別できる検出可能な光（つまり、波長の異なる光）を発する。光学イメージング剤は標的／バックグラウンド比を数桁増加させ、標的領域の可視性と識別性を高める。【０００４】
光学イメージング剤は、特殊な事象が存在するときだけ（所定の酵素の存在下でのみ）検出可能な光を発するように設計することができる。光学イメージングは、体内での特定のタンパク質または酵素の過剰産生などの機能的または代謝的変化を検出するのに大いに有望である。大半の疾患では、解剖学的変化が起こる前に体内での所期機能的または代謝的変化を誘発するのでこれは有用である。これらの代謝的変化を検出することができると、疾患の初期段階での検出、診断及び処置が可能となり、患者の快復及び／または治癒機会が向上する。【０００５】
Ｘ線イメージング及び光学イメージングの双方とも有用な情報を提供するものの、いずれもあらゆる疾患の初期診断に役立つ全ての情報を独立して提供するものではない。【０００６】
完全な解剖学的及び機能的情報を得るために、Ｘ線イメージングと光学イメージングを一緒に利用すれば有益であり、疾患の初期検出に役立つことが知られている。しかし、Ｘ線イメージング及び光学イメージングで同時に利用できる標識薬は現在数少ない。【０００７】
それは異なる機能を持つ粒子を結合または融合させることによって、本来の機能が低下してしまうことが考えられる。阿尻氏らは蛍光イメージングに加え、磁気及びＸ線イメージングも可能な多機能バイオイメージングナノ粒子ＧｄＶＯ４：Ｅｕを報告している（例えば、非特許文献１参照）。しかし、これは微量の賦活剤を含むナノ粒子であり、ナノサイズにした際の表面欠陥による発光効率が阻害されてしまう。また、この報告では約３０ｎｍにサイズ制御したＧｄＶＯ４：Ｅｕナノ粒子を使用しているが、このサイズだと発光強度は低くなってしまう。
【非特許文献１】“ナノ工学・超臨界で量子ドットをつくる”阿尻雅文、第１５回バイオイメージング学会学術集会（公開シンポジウム）２００６年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在、疾患の検出に一段と有用なシステム及び方法が必要とされている中、２つの異なるモダリティーで同時に利用できる標識薬も必要とされている。しかし、Ｘ線イメージング及び光学イメージングで同時に利用できる標識薬は現在１つしかなく、感度やサイズの点で十分とは言えない。特に光学イメージングにおいては、更に蛍光物質の高輝度化に基づく高感度化が必要とされていることから、本発明はこのような問題点を解決し、Ｘ線イメージング及び光学イメージングで同時に利用できる標識薬を提供することを目的とする。【０００９】
また、Ｘ線では描写されない組織画像を描出できる磁気共鳴イメージングも同時に利用できれば、Ｘ線とは異なる物質の物理的性質を測定できるので、例えば、病巣部の位置、程度の判断向上に有用である。マルチモダリティーのイメージングによる診断と言った新たな診断領域を作り出せる利点を持つ。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。【００１１】
１．平均シェル厚みが０．１ｎｍ以上、１０．０ｎｍ以下であるコア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応材料とを含み、且つ、該Ｘ線感応材料からなるＸ線感応粒子の表面に該コア／シェル型半導体ナノ粒子が結合してなる粒子（Ａ）
を含むことを特徴とするナノ粒子標識薬。
【００１２】
２．前記Ｘ線感応材料がスカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、テルル（Ｔｅ）、ヨウ素（Ｉ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする前記１に記載のナノ粒子標識薬。【００１３】
３．前記粒子（Ａ）が、前記コア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応材料とを結合させるための物質を更に含むことを特徴とする前記１または２に記載のナノ粒子標識薬。
【００１４】
４．前記結合するための物質がＳｉＯ２であることを特徴とする前記３に記載のナノ粒子標識薬。【００１５】
５．前記コア／シェル型半導体ナノ粒子のシェルにＳｉＯ２を含むことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬。【００１６】
６．前記粒子（Ａ）が、更に磁性粒子を含むことを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬。
【００１７】
７．前記磁性粒子が超常磁性物質、常磁性物質または強磁性物質であることを特徴とする前記６に記載のナノ粒子標識薬。【００１８】
８．前記超常磁性物質、常磁性物質または強磁性物質が金属酸化物であることを特徴とする前記７に記載のナノ粒子標識薬。【００１９】
９．前記金属酸化物がコバルトの酸化物、ニッケルの酸化物、マンガンの酸化物及び鉄の酸化物からなる群より選択されることを特徴とする前記８に記載のナノ粒子標識薬。【００２０】
１０．前記鉄の酸化物がＦｅ３Ｏ４またはγ−Ｆｅ２Ｏ３であることを特徴とする前記９に記載のナノ粒子標識薬。【００２１】
１１．前記常磁性物質がキレート化ガドリニウム複合体を母体とし、常磁性イオンをキレートの中に１種類以上を含むことを特徴とする請求の範囲７に記載のナノ粒子標識薬。【００２２】
１２．前記常磁性イオンがマンガン（Ｍｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）の内の１種類以上を含むことを特徴とする前記１１に記載のナノ粒子標識薬。【００２３】
１３．前記１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるコア／シェル型半導体ナノ粒子の蛍光を検出することができる第一モダリティー、及び前記１〜５のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるＸ線感応材料の吸収を検出することができる第二モダリティーを備えており、第一モダリティー及び第二モダリティーを同時に利用することができることを特徴とする高解像度インビボ画像を得るためのシステムと
前記１〜５のいずれかに記載のナノ粒子標識薬と
の組み合わせ。
【００２４】
１４．前記第一モダリティーが光学イメージングを含み、前記第二モダリティーがＸ線イメージングを含むことを特徴とする前記１３に記載の組み合わせ。
【００２５】
１５．前記６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるコア／シェル型半導体ナノ粒子の蛍光を検出することができる第一モダリティー、前記６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬におけるＸ線感応材料の吸収を検出することができる第二モダリティー、及び前記６〜１２のいずれか１項に記載のナノ粒子標識薬における磁性粒子の磁性を検出することができる第三モダリティーを備えており、第一モダリティー、第二モダリティー及び第三モダリティーが同時に利用することができることを特徴とする高解像度インビボ画像を得るためのシステムと
前記６〜１２のいずれかに記載のナノ粒子標識薬と
の組み合わせ。
【００２６】
１６．前記第一モダリティーが光学イメージングを含み、前記第二モダリティーがＸ線イメージングを含み、前記第三モダリティーが磁気共鳴イメージングを含むことを特徴とする前記１５に記載の組み合わせ。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、Ｘ線イメージング及び光学イメージング、並びにＸ線イメージング、光学イメージング及び磁気共鳴イメージング、それぞれで同時に利用できるナノ粒子標識薬を提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明について詳述する。【００２９】
（コア／シェル型半導体ナノ粒子）
近年、ＳｉやＧｅ等に代表される半導体超微粒子、ポーラスシリコン等のII−VI族半導体において、そのナノ構造結晶が特異的な光学的特性を示すことが注目されている。ここで、ナノ構造結晶とは１〜１００ｎｍ程度のナノメートルオーダーの粒径の結晶粒のことを言い、一般的に「ナノ粒子」、「ナノクリスタル」等の略称で呼ばれている。【００３０】
II−VI族半導体において、上述したようなナノ構造結晶を有する場合とバルク状の結晶を有する場合とを比較すると、ナノ構造結晶を有する場合には、良好な光吸収特性及び発光特性を示すことになる。これは、ナノ構造結晶を有するII−VI族半導体では量子サイズ効果が発現するため、バルク状の結晶構造の場合よりも大きなバンドギャップを有するためと考えられる。即ち、ナノ構造結晶を有するII−VI族半導体においては、量子サイズ効果の発現により、粒径の減少に伴って半導体ナノ粒子のエネルギーギャップが増大するのではないかと考えられている。【００３１】
なお、本発明においては、半導体ナノ粒子はコア／シェル構造を有する。この場合、半導体ナノ粒子は半導体微粒子からなるコア粒子と当該コア粒子を被覆するシェルとで構成されるコア／シェル構造を有する半導体ナノ微粒子であって、該コア粒子とシェルの化学組成が相異するものであることが好ましい。これにより、シェルのバンドギャップはコアより高くすることが好ましい。【００３２】
シェルはコア粒子の表面欠陥を安定化し輝度を向上させるために必要であるし、表面修飾剤が吸着、結合しやすい面を形成するためにも重要となる。本発明の効果にとっても検出感度の精度を向上するうえで重要な構成である。【００３３】
以下、コア粒子とシェルについて説明する。【００３４】
〈コア粒子〉
コア粒子に用いられる半導体材料としては、種々の半導体材料を用いることができる。具体例としては、例えば、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＭｇＴｅ、ＣａＳ、ＣａＳｅ、ＣａＴｅ、ＳｒＳ、ＳｒＳｅ、ＳｒＴｅ、ＢａＳ、ＢａＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＮ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＡｌＳ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、またはこれらの混合物等が挙げられる。本発明において、特に好ましい半導体材料は、Ｓｉである。【００３５】
本発明に係るコアの平均粒径に関しては、０．５〜１５ｎｍであることが好ましい。【００３６】
なお、本発明において、半導体ナノ粒子の平均粒径は本来３次元で求める必要があるが、微粒子過ぎるため難しく、現実には二次元画像で評価せざるを得ないため、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて電子顕微鏡写真の撮影シーンを変えて数多く撮影し平均化することで求めることが好ましい。従って、ＴＥＭで撮影する粒子数としては１００個以上が好ましい。【００３７】
本発明に係る半導体ナノ粒子は、赤外線領域の波長領域において蛍光発光する、即ち赤外発光するように、コアの平均粒径を調整することが好ましい。【００３８】
〈シェル〉
シェルに用いられる半導体材料としては、種々の半導体材料を用いることができる。具体例としては、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＳ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、またはこれらの混合物等が挙げられる。【００３９】
本発明において、好ましい半導体材料はＳｉＯ２、ＧｅＯ２、及びＺｎＳであり、ＳｉＯ２が最も好ましい。【００４０】
なお、本発明に係るシェルは、コア粒子が部分的に露出して弊害を生じない限り、コア粒子の全表面を完全に被覆するものでなくてもよい。【００４１】
本発明において、平均シェル厚みが０．１ｎｍ以上、１０．０ｎｍ以下である。【００４２】
〈コア／シェル型半導体ナノ粒子の粒径〉
本発明に係るコア／シェル型半導体ナノ粒子の平均粒径は、１〜１０ｎｍである。【００４３】
なお、本発明に係るコア／シェル型半導体ナノ粒子の内、電子の波長（１０ｎｍ程度）より小さい粒子径を有するナノサイズの粒子は、量子サイズ効果として電子の運動に対するサイズ有限性の影響が大きくなってくるために、バルク体とは異なる特異な物性を示すことが知られている。【００４４】
一般に、ナノ・メートルサイズの半導体物質で量子閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を示す半導体ナノ粒子は、「量子ドット」とも称されている。このような量子ドットは、半導体原子が数百個から数千個集まった１０数ｎｍ程度以内の小さな塊であるが、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに相当するエネルギーを放出する。従って、量子ドットの大きさまたは物質組成を調節すると、エネルギーバンドギャップを調節することができて様々な水準の波長帯のエネルギーを利用することができる。また、量子ドット、即ち半導体ナノ粒子は、同一組成で粒径を変化させることで発光波長をコントロールできるという特徴を持つ。【００４５】
本発明に係るコア／シェル型半導体ナノ粒子は、３５０〜１１００ｎｍの範囲の蛍光を発光するように調整することができるが、本発明においては、生体細胞自らが持つ発光の影響をなくしＳＮ比を向上するため、近赤外領域の波長の発光も好ましく用いられる。【００４６】
（コア／シェル型半導体ナノ粒子の製造方法）
本発明に係るコア／シェル型半導体ナノ粒子の製造方法としては、従来公知の液相法または気相法による製造方法を用いることができる。【００４７】
液相法の製造方法としては、沈殿法、共沈法、ゾル−ゲル法、均一沈殿法、還元法等がある。その他に、逆ミセル法、超臨界水熱合成法等もナノ粒子を作製する上で優れた方法である（例えば、特開２００２−３２２４６８号、特開２００５−２３９７７５号、特開平１０−３１０７７０号、特開２０００−１０４０５８号の各公報等を参照）。【００４８】
なお、液相法により、半導体ナノ粒子を製造する場合においては、当該半導体の前駆体を還元反応により還元する工程を有する製造方法であることが好ましい。また、当該半導体前駆体の反応を界面活性剤の存在下で行う工程を有する態様が好ましい。なお、本発明に係る半導体前駆体は、上記の半導体材料として用いられる元素を含む化合物であり、例えば、半導体がシリコン（Ｓｉ）の場合、半導体前駆体としてはＳｉＣｌ４などが挙げられる。その他、半導体前駆体としては、ＩｎＣｌ３、Ｐ（ＳｉＭｅ３）３、ＺｎＭｅ２、ＣｄＭｅ２、ＧｅＣｌ４、トリブチルホスフィンセレンなどが挙げられる。【００４９】
反応前駆体の反応温度としては、半導体前駆体の沸点以上、且つ溶媒の沸点以下であれば特に制限はないが、７０〜１１０℃の範囲が好ましい。【００５０】
〈還元剤〉
半導体前駆体を還元する還元剤としては、従来周知の種々の還元剤を反応条件に応じて選択し用いることができる。本発明においては、還元力の強さの観点から、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、水素化ビス（２−メトキシエトキシ）アルミニウムナトリウム、水素化トリ（ｓｅｃ−ブチル）ホウ素リチウム（ＬｉＢＨ（ｓｅｃ−Ｃ４Ｈ９）３）及び水素化トリ（ｓｅｃ−ブチル）ホウ素カリウム、水素化トリエチルホウ素リチウムなどの還元剤が好ましい。特に、還元力の強さから水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）が好ましい。【００５１】
〈溶媒〉
半導体前駆体の分散用溶媒としては、従来周知の種々の溶媒を使用できるが、エチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等のアルコール類、トルエン、デカン、ヘキサンなどの炭化水素類溶媒を使用することが好ましい。本発明においては、特にトルエン等の疎水性の溶媒が分散用溶媒として好ましい。【００５２】
〈界面活性剤〉
界面活性剤としては、従来周知の種々の界面活性剤を使用でき、陰イオン、非イオン、陽イオン、両性界面活性剤が含まれる。中でも、第四級アンモニウム塩系である、テトラブチルアンモニウムクロリド、ブロミドまたはヘキサフルオロホスフェート、テトラオクチルアンモニウムブロミド（ＴＯＡＢ）、またはトリブチルヘキサデシルホスホニウムブロミドが好ましい。特に、テトラオクチルアンモニウムブロミドが好ましい。【００５３】
なお、液相法による反応は、液中の溶媒を含む化合物の状態により大きく変化する。単分散性の優れたナノサイズの粒子を製造する際には、特に注意を要する必要がある。例えば、逆ミセル反応法では、界面活性剤の濃度や種類により反応場となる逆ミセルの大きさや状態が変わってくるため、ナノ粒子が形成される条件が限られてしまう。従って、適切な界面活性剤は溶媒との組み合わせが必要となる。【００５４】
気相法の製造方法としては、（１）対向する原料半導体を電極間で発生させた第一の高温プラズマによって蒸発させ、減圧雰囲気中において無電極放電で発生させた第二の高温プラズマ中に通過させる方法（例えば、特開平６−２７９０１５号公報参照）、（２）電気化学的エッチングによって、原料半導体からなる陽極からナノ粒子を分離、除去する方法（例えば、特表２００３−５１５４５９号公報参照）、（３）レーザーアブレーション法（例えば、特開２００４−３５６１６３号参照）、（４）高速スパッタリング法（例えば、特開２００４−２９６７８１号参照）等が用いられる。また、原料ガスを低圧状態で気相反応させて、粒子を含む粉末を合成する方法も好ましく用いられる。【００５５】
〈コア／シェル型半導体ナノ粒子形成後の後処理〉
本発明に係るコア／シェル型半導体ナノ粒子の製造方法においては、半導体ナノ粒子形成後、特にシェル形成後にプラズマ、熱、放射線、または超音波による処理のいずれかの後処理を行う工程を含む態様も好ましい。【００５６】
プラズマ処理であれば、その粒子組成・結晶性・表面性を考慮し、低温・高温プラズマ、マイクロ波プラズマ、大気圧プラズマなど適応するものを選択するが、マイクロ波プラズマが好ましい。【００５７】
熱処理については、大気、真空、不活性ガス領域のいずれかを選択し、熱を施すが蛍光体粒子の構成によりその適用する温度領域は異なる。温度が高すぎた場合にはコアとシェルの間にひずみが生じたり、剥がれが生じることもある。低温では効果に乏しく１００℃以上３００℃以下が好ましく用いられる。【００５８】
放射線処理は、高エネルギーを要するＸ線、γ線、中性子線が用いられたり、エネルギーは低いものの真空紫外線（ＶＵＶ）、紫外線や短パルスレーザーなどが用いられる。その処理時間は放射線の種類によって異なる。Ｘ線などにおいては透過能が高いため、どのような組成においても比較的短時間で済むことが多く、紫外線においては比較的長時間の照射が必要となる。【００５９】
これら後処理の効果については原理的なものは解明できてないが、コア／シェル型半導体ナノ粒子のコアとシェルの界面の接合性を強化し、不動態化が促進した結果、発光効率が向上したと推定している。赤外発光体にはその影響が著しく現れ、特性に反映したものと推定する。【００６０】
（Ｘ線感応材料）
本発明において、Ｘ線感応材料がスカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）、臭素（Ｂｒ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、テルル（Ｔｅ）、ヨウ素（Ｉ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）から選択された少なくとも１種を含むことが好ましい。【００６１】
該コア／シェル型半導体ナノ粒子と該Ｘ線感応材料を共に結合するための物質は、その粒子の両組成によって異なるが、どちらの組成にも結合しうる化合物を指す。Ｘ線感応材料は金属類であり、コア／シェル型半導体ナノ粒子の組成を考えると金属酸化物が挙げられる。好適な例としてはシリカである。【００６２】
本発明において、第１モダリティーとは、蛍光検出できる装置であれば特に限定なく使用できる。例えば、共焦点顕微鏡、２光子顕微鏡、オリンパス製のＯＶ−１００等の小動物用の顕微鏡を用いることができる。第２モダリティーとは、Ｘ線吸収を測定可能なＸ−ＣＴを用いることができる。小動物用としてはマイクロＸ−ＣＴが好適である。第３モダリティーとは、磁性を測定可能な磁気共鳴イメージングを用いることができる、小動物用としてはマイクロＭＲＩが好適である。【００６３】
本発明において、磁性粒子としては超常磁性物質、常磁性物質または強磁性物質であり、具体的には金属酸化物である。金属酸化物としては、コバルトの酸化物、ニッケルの酸化物、マンガンの酸化物及び鉄の酸化物（例えば、Ｆｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３）からなる群より好ましく選択される。【００６４】
超常磁性物質とは強磁性物質より強い磁性を持つ物質であり、超常磁性酸化鉄製剤（ＳＰＩＯ）として用いられる酸化鉄が挙げられる。常磁性物質とは外部磁場が無いときには磁化を持たず、磁場を印加するとその方向に弱く磁化する磁性を指す物質である。不完全な電子殻を持つ元素（ＦｅやＭｎなど）を含む結晶、黄鉄鉱、菱鉄鉱、輝石が挙げられる。強磁性物質とは隣り合うスピンが同一の方向を向いて整列し、全体として大きな磁気モーメントを持つ物質の磁性を指す物質である。そのため、物資は外部磁場が無くとも自発磁化を持つことができる。室温で強磁性を示す単体の物質は少なく、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウムである。【００６５】
常磁性物質としては、具体的にはキレート化ガドリニウム複合体、常磁性イオンのキレートのうちの１種類以上を含むものが挙げられる。ここで、常磁性イオンとしては、マンガン（Ｍｎ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）のうちの１種類以上を含むものが挙げられる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。【００６７】
実施例１
《コア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応粒子とを含むナノ粒子標識薬の作製》
（Ｘ線感応粒子の調製）
水酸化バリウム１．７１ｇと硫酸０．９８ｇをイオン交換水１０００ｇにそれぞれ溶解し、０．０１ｍｏｌ／Ｌの水酸化バリウム溶液と０．０１ｍｏｌ／Ｌの硫酸溶液とした。次に、２Ｌフラスコに硫酸溶液を仕込み、テフロン（登録商標）製パドルにて２００ｒｐｍで攪拌、１００℃まで加熱後、１００℃に加熱した水酸化バリウム溶液を３０秒で投入した。その後、３分間攪拌を続けた後、反応を終了した。次いで、常温まで冷却し、５Ｃの濾紙で濾過してイオン交換水を用いて水洗後、１０５℃で３時間乾燥して硫酸バリウムの粉末２．１ｇを得た。得られたナノ粒子の粒子径は１１ｎｍであった。【００６８】
（蛍光性Ｓｉ量子ドットの調製）
蛍光性Ｓｉ量子ドットは、以下のように製造した。【００６９】
フラスコ中のトルエン１００ｍｌに、ＳｉＣｌ４９２μｌとテトラオクチルアンモニウムブロマイド１．５ｇを添加して、ホモジナイザーを用いて１００００ｒｐｍで６０分間攪拌して、逆ミセルを形成した。得られた逆ミセルに、いっきにＬｉＡｌＨ４の１Ｍ−ＴＨＦ溶液を２ｍｌ加えてＳｉＣｌ４をＳｉに還元し、これにメタノール２０ｍｌを加えた。得られた半導体ナノ粒子溶液に、１−ヘプテン２ｍｌとＨ２ＰｔＣｌ６の０．１Ｍイソプロパノール０．１ｍｌ溶液とを添加し、１００００ｒｐｍで３時間攪拌した。【００７０】
得られた溶液の精製は、まずロータリーエバポレーターにより上記溶液中のトルエンとヘプテンを除去した。次いで、これにヘキサン１００ｍｌを添加し、更にＮ−メチルホルムアミド２００ｍｌを添加し、分液ロートに移し攪拌し、Ｎ−メチルホルムアミドに移行した未反応の還元剤及び界面活性剤を分離することにより精製を行った。このＮ−メチルホルムアミド２００ｍｌ添加以降の操作を更に２回行い、ヘキサン中にある１−ヘプテンによりキャップされたＳｉからなるコア／シェル型半導体ナノ粒子を得た。得られたナノ粒子の粒子径は２ｎｍ、シェルの厚さは１ｎｍであった。【００７１】
（Ｘ線感応粒子と蛍光性Ｓｉ量子ドットとを含むナノ粒子標識薬の調製）
上記方法において調製された１５ｍｇのＸ線感応粒子と、上記方法において調製されたＳｉ量子ドット１５ｍｇとを１００ｍｌの２−プロパノール中へ超音波処理によって３０分間より長時間分散させた。【００７２】
その結果、これら２種類の粒子はこの溶液中へ十分に分散した。それから、８．９４ｍｌの２８％アンモニアを触媒として混合物に加え、そして７．５ｍｌの脱イオン水を加水分解試薬として加えた。この混合物を油浴中において４０℃の温度で温めた。それから、０．２ｍｌのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を混合物に加え、その後３時間攪拌した。これらの粒子をマグネティックコンセントレーターで分離し、そして２−プロパノール、脱イオン水、及びアルコールで数回洗浄した。１１０℃の温度で６時間真空乾燥し、ナノ粒子を得た。得られたナノ粒子の粒子径は１９ｎｍであった。【００７３】
《生体標識剤の調製》
アクリル酸重合体（和光純薬工業製、平均分子量約５，０００）をそれぞれクロロホルム中に溶解し、クロロホルム溶液を調製した。クロロホルム中に上記ナノ粒子を分散した液を２００μｌ、前記重合体クロロホルム溶液８００μｌを水１０ｍｌに投入し、超音波照射と攪拌を行った。クロロホルムを７０℃２時間で除去することでポリマーコーティングされたナノ粒子水溶液を得た。【００７４】
上記ナノ粒子により生体物質を標識する場合、当該粒子と生体物質の双方に互いに結合する官能基等を導入する必要があるが、下記のように行った。【００７５】
（ナノ粒子への表面修飾化合物の導入）
上記溶液にバッファ塩を添加し、更に一端にアミノ基が導入され、且つ片端にカルボキシル基が導入された分子量２０００のポリエチレングリコール鎖を持つ表面修飾化合物を選択し、触媒のカルボジイミドとともに加え２４時間室温で攪拌した。こうして目的の生体標識剤を得た。得られた生体標識剤の作製に用いた各原材料成分と目的物を選択的に分離するサイズ選択性カラムと化学的吸着するカラムを用いて、連続もしくは別々に全てのカラムでのＧＰＣ、ＨＰＬＣ処理を行い、生体標識剤を分取した。【００７６】
実施例２
《コア／シェル型半導体ナノ粒子とＸ線感応粒子と磁性粒子とを含むナノ粒子標識薬の作製》
（磁性粒子の調製）
１．６２２ｇの塩化鉄（III）（ＦｅＣｌ３）と５．５６０ｇの硫酸鉄（II）（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）を、一晩窒素の泡で脱酸素した２００ｍｌの脱イオン水中に溶解した。この鉄（III）イオンの濃度（［Ｆｅ３＋］）は０．０５ｍｏｌ／Ｌで、この鉄（II）イオンの濃度（［Ｆｅ２＋］）は０．１０ｍｏｌ／Ｌであった。１．０ｇのポリグリコール−４０００をこの混合物中に加え、超音波処理によって３０分間分散させた。この混合物を６０℃の温度で急速に攪拌した。次いで、１０ｍｌの２８％アンモニアをこの混合物に急速に加えた。この混合物を常に窒素雰囲気下で３０分間急速に攪拌した。この超常磁性粒子を、マグネティックコンセントレーターを用いて分離し、脱イオン水とアルコールで数回洗浄した。これらの粒子を６０℃の温度で一晩真空乾燥した。濃い茶色のナノメートルサイズにされた磁性粒子を、すりつぶした後に得た。得られた磁性粒子の粒子径は１０ｎｍであった。【００７７】
（Ｘ線感応粒子の調製）
実施例１と同様の方法で調製した。【００７８】
（蛍光性Ｓｉ量子ドットの調製）
実施例１と同様の方法で調製した。【００７９】
（磁性粒子とＸ線感応粒子と蛍光性Ｓｉ量子ドットとを含むナノ粒子の調製）
上記方法において調整された１５ｍｇの磁性粒子と上記方法において調製された１５ｍｇのＸ線感応粒子と、上記方法において調製されたＳｉ量子ドット１５ｍｇとを、１００ｍｌの２−プロパノール中へ超音波処理によって３０分間より長時間分散させた。その結果、これら２種類の粒子はこの溶液中へ十分に分散した。以下、実施例１と同様の方法を用いてナノ粒子を得た。得られたナノ粒子は３０ｎｍであった。【００８０】
《生体標識剤の調製》
実施例１と同様の方法で調製した。【００８１】
比較例１
《ＧｄＶＯ４：Ｅｕ粒子とＸ線感応粒子とを含むナノ粒子標識薬の作製》
（ＧｄＶＯ４：Ｅｕ粒子の調製）
超臨界水熱合成方法によりＧｄＶＯ４：Ｅｕ粒子を調製した。得られた粒径は３０ｎｍであった。【００８２】
（Ｘ線感応粒子の調製）
実施例１と同様の方法で行った。【００８３】
（ＧｄＶＯ４：Ｅｕ粒子とＸ線感応粒子とを含むナノ粒子の調製）
上記方法において調製された１５ｍｇのＧｄＶＯ４：Ｅｕ粒子と上記方法において調製された１５ｍｇのＸ線感応粒子を、１００ｍｌの２−プロパノール中へ超音波処理によって３０分間より長時間分散させた。その結果、これら２種類の粒子はこの溶液中へ十分に分散した。以下は実施例１と同様の方法を用いてナノ粒子を得た。得られたナノ粒子は３５ｎｍであった。【００８４】
《生体標識剤の調製》
実施例１と同様の方法で調製した。【００８５】
《イメージング評価》
以上によって得た生体標識剤をマウス静脈部より注射により血管に注入し、生体標識剤が集まった肝臓部での画像をＧＥ製マイクロＸ−ＣＴとマイクロＭＲＩ、オリンパス社製ＯＶ−１０００を用いてＸ線画像コントラスト、ＭＲＩコントラストの比較と相対発光強度を測定した。相対発光強度とは、光学イメージングの観察用の励起光を最初に照射したときの発光強度を１００としたときの２時間照射後の発光強度である。【００８６】
Ｘ線画像コントラスト
◎：非常に鮮明である
○：画像として普通で際立ちは無い
△：画像にぼけとざらつき感がある。【００８７】
ＭＲＩコントラスト
◎：非常に良好な画像で診断可
○：普通の一般画像
△：鮮明性に欠ける。【００８８】
【表１】
0005644498.tif 000002
【００８９】
表１より、実施例１に対応する比較例１において、Ｘ線画像コントラスト、相対発光強度のいずれにおいても前者が優れていることは明らかであり、実施例２はＭＲＩコントラスト、相対発光強度のいずれにおいても、優れた評価結果である。